EP3170570A1 - Verfahren zur herstellung eines kraftfahrzeugbauteils sowie halbzeug aus leichtmetall - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines kraftfahrzeugbauteils sowie halbzeug aus leichtmetall Download PDF

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EP3170570A1
EP3170570A1 EP16198471.1A EP16198471A EP3170570A1 EP 3170570 A1 EP3170570 A1 EP 3170570A1 EP 16198471 A EP16198471 A EP 16198471A EP 3170570 A1 EP3170570 A1 EP 3170570A1
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EP
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coil
extruded profile
extruded
motor vehicle
wall thicknesses
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EP16198471.1A
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Edvin List Clausen
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Benteler Automobiltechnik GmbH
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Benteler Automobiltechnik GmbH
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    • B21C23/04—Making uncoated products by direct extrusion
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    • B21C23/06—Making sheets
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    • B21D35/002—Processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
    • B21D35/005—Processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00 characterized by the material of the blank or the workpiece
    • B21D35/006—Blanks having varying thickness, e.g. tailored blanks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00—Making other particular articles
    • B21D53/88—Making other particular articles other parts for vehicles, e.g. cowlings, mudguards

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a motor vehicle component according to the features in patent claim 1.
  • the present invention further relates to a semi-finished product made of light metal, according to the features in the preamble of claim 11.
  • An alternative manufacturing method provides that an extruded profile is used as the starting material.
  • a light metal alloy is extruded or extruded, wherein in the cross section of the extruded profile different wall thicknesses are produced.
  • Such an extruded profile is usually produced in a length of, for example, up to 60 m.
  • the extruded profile or individual pieces of it must be transported, which sometimes causes logistical and transport technical difficulties or high costs.
  • Object of the present invention is therefore to provide a method by which it is possible to manufacture motor vehicle components with different wall thicknesses simple, effective and cost-effective, especially in large quantities.
  • an extruded profile is extruded with in cross-section at least two mutually different wall thicknesses.
  • This extruded profile is now wound into a coil. On the coil that can Extruded profile with cross-sectionally different wall thicknesses thus stored and / or transported. If this is now further processed at a production site, the extruded profile is unwound from the coil and further processed by forming technology to the motor vehicle component. After unwinding and before forming a separation can take place to boards. In the context of the invention, however, it is also possible that the unwound from the coil extruded profile is formed and takes place only after the forming a separation.
  • a singling can also be carried out during the forming.
  • larger sheet metal components such as a motor vehicle pillar, vehicle support, pillar reinforcements, a roof spar, a sill or the like can be produced.
  • the unwound from the coil extruded profile also called strip material
  • strip material is smoothed before singulating. In particular, this passes through a three-roller smoother.
  • a larger wall thickness is formed in each case at the outer edge regions in cross-section in relation to the other wall thicknesses.
  • the at least two wall thicknesses, in particular the wall thicknesses of the outer edge regions are of essentially the same size.
  • a crooked in cross-section winding layer of the coil is thereby avoided according to the invention.
  • an extruded profile is extruded with two adjacent wall thicknesses in cross-section, which differ from each other by more than 50%, in particular more than 75% and preferably more than 100%, with a transitional region in the transverse direction of less than 10 mm.
  • a wall thickness is, for example, 2 mm
  • the immediately adjacent wall thickness preferably has more than 4 mm, thus a wall thickness that is greater by more than 100%.
  • the transition region is preferably formed in the transverse direction less than 10 mm. It is also possible to provide in the extruded profile in cross-section three wall thicknesses with a transition region greater than 1 mm and another transition region greater than 10 mm.
  • a 7000er or 6000er aluminum alloy further processed, in particular an extruded profile having a width of 30 to 500 mm, more preferably 150 to 400 mm is extruded.
  • the wall thickness is in the preferred range between 1 to 10 mm. Wall thicknesses next to each other in cross section are different from one another, but in the aforementioned interval.
  • the extruded profile unwound from the coil is rolled in the longitudinal direction at least in sections.
  • a coil with a diameter of 1000 mm to 2000 mm and a weight of preferably 500 kg to 1000 kg wound up.
  • the order is selectable among each other. It is also possible to combine process steps with one another, for example the forming and the hole punching or the hole forming can be combined with one another.
  • the follow-on composite tool is followed by a stacking system or sorting system and / or a packaging system.
  • the individual manufactured components can be collected and in turn fed to a further storage location or another production.
  • cycle times of 0.3 to 3 seconds, in particular 0.4 to 1 second, are particularly preferred. Particularly preferably, a cycle time of 0.5 seconds is performed.
  • the coil material is fed by a joining process as a continuous material. If the coil is approximately or completely unwound, another coil can be tracked either with a short interruption time or interruption-free, and the two end sides joined together from the end of the last coil and the beginning of the new coil, so that the production process is continued almost without interruption.
  • a hot press welding is used.
  • FIG. 1 shows a motor vehicle component 1 produced according to the invention, for example, lock carrier or cooler cross member called.
  • This has in particular different mounting holes 2 but also bushings 3 with, for example, converted edges.
  • the section line bb three different wall thicknesses are formed, W1, W2, W3, each with short intermediate transition areas Ü, which extend in the transverse direction Q.
  • These wall thickness W1, W2, W3 are according to Figure 1c produced by an extruded profile 6 with different wall thicknesses W1, W2, W3 and a width B as a starting material or semifinished product.
  • the wall thicknesses W2 and W3 are each the outer wall thickness at an outer edge region 4.
  • such a wound in cross-section semi-finished product can be wound into a coil 5 and in further processing according to FIG. 1b be made by forming the motor vehicle component.
  • an extruded profile 6 designed differently in cross section is shown with five wall thicknesses W1, W2, W3, W4, W5.
  • the wall thickness W4 and W2 are approximately equal, so that winding up to the coil 5 is also made possible here due to the cross section.
  • W1, W2, W3, W5 can each be the same or different from each other, however, are different in particular from W2 or W4.
  • This extruded profile 6 can then be processed in a forming system 13, for example a forming press to a motor vehicle component 1 forming technology.
  • FIG. 3 shows a plan view of a production plant according to the invention.
  • the extruded profile 6 is provided on a coil 5 and then unwound and fed into a three-roll smoother 7.
  • a separating device 8 can be provided, in which the smoothed extruded profile is separated into individual blanks 9.
  • the blanks 9 or the sheet metal strip are fed to a follow-on composite tool 10, wherein in the progressive tool 10, an expansion system 11, a trimming system 12, a forming system 13 and a punching and punching device 14 are present.
  • the progressive compound tool 10 is designed in particular as a transfer press or press with a plurality of tool stages.
  • the individual tool operations are started in the progressive tool 10 by further transport of the tape.
  • the boards 9 can be supplied to both the progressive tool 10 and transferred within the progressive tool 10 and are removed from the progressive tool 10, to a stacker 16 and one of these downstream packaging system 17th
  • FIG. 4 shows a schematic process flow.
  • an unillustrated metal block of light metal is extruded into an extruded extruded profile 6 with mutually different wall thickness.
  • the extruded profile 6 is then wound into a coil 5.
  • a decoupling of the further processing of the Stangpressrind itself The stockpiled as a coil 5 semi-finished in the form of an extruded profile 6 can be unwound from the coil 5 and a Further processing can be supplied.
  • the further processing can then be carried out, for example, in a progressive compound tool 10.
  • the unwound extruded profile 6 can also be singulated into blanks 9, which are further processed individually.
  • FIGS. 5a to e show in cross-section different cross-sections of the extrusion profile.
  • FIG. 5a shows a cross-sectional view of an extruded profile 6 with three mutually different wall thicknesses W1, W2, W3.
  • W1 and W3 are formed approximately the same thickness.
  • W2 is made thinner.
  • a transition region Ü in the transverse direction Q and between the wall thickness W2 and W3 likewise extend between the wall thicknesses W1 and W2, a transition region Ü in the transverse direction Qa.
  • the wall thickness decreases linearly or linearly.
  • the entire extruded profile 6 has a width B.
  • Particularly small transition areas Ü on the order of the low wall thickness can thus be produced according to the invention from the unwound from the coil 5 extruded profile 6 and are flexibly rolled sheet metal blanks or welded sheet metal blanks of different wall thickness superior.
  • FIG. 5b shows an alternative embodiment variant of an extruded profile 6. This also has three wall thicknesses W1, W2, W3. W1 and W3 are formed approximately the same thickness. In contrast, W2 is made thinner. Between W2 and W3 extends a linear transition region Ü. The transition from wall thickness W1 to W2 takes place according to the principle of a converted edge or a transition radius.
  • FIG. 5c shows an alternative embodiment variant with two mutually different wall thicknesses W2 and W3.
  • W2 is smaller than W3.
  • the transitional area Ü takes place stepwise with a wall thickness jump 18.
  • FIG. 5d shows an alternative embodiment variant with five mutually different wall thicknesses W1, W2, W3, W4, W5.
  • the wall thickness transitions or wall thicknesses not only on one side, for example, a in FIG. 5a shown top 19 are formed but are also formed on a bottom 20.
  • the wall thickness jumps or transitions are thus formed with respect to a central longitudinal axis MLA on both sides 19, 20 of the cross section.
  • the resulting distance 21 between the top 19 and bottom 20 over at least half of the width B is formed.
  • a distance 21 between top 19 and bottom 20 is formed so that when winding to the coil 5 sufficient surface portions of the top 19 and the bottom 20 abut each other.
  • FIG. 5e shows a further embodiment variant, here five different wall thicknesses W1, W2, W3, W4, W5 are present.
  • wall thickness differences or thickness jumps or thickness transitions are each formed on both sides of a central longitudinal axis MLA.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Extrusion Of Metal (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugbauteils (1) aus einer Leichtmetalllegierung, gekennzeichnet, durch folgende Verfahrensschritte: - Extrudieren eines Strangpressprofils (6) mit im Querschnitt mindestens zwei voneinander verschiedenen Wandstärken (W1, W2, W3, W4, W5), - Aufwickeln des Strangpressprofils (6) zu einem Coil (5), - Abwickeln des Coils (5), - Umformen zu dem Kraftfahrzeugbauteil (1), wobei vor oder nach dem Umformen vereinzelt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugbauteils gemäß den Merkmalen im Patentanspruch 1.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Halbzeug aus Leichtmetall, gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Patentanspruch 11.
  • Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Kraftfahrzeugbauteile mit einem Blechumformverfahren aus warm- oder kaltgeformtem Blechband herzustellen. Hierzu wird Platinenmaterial bereitgestellt, das in ein oder mehr Formgebungsschritten, beispielsweise durch Tiefziehen oder Pressumformen mit einer dreidimensionalen Kontur versehen wird.
  • Um Kraftfahrzeugbauteile mit voneinander verschiedenen Festigkeitseigenschaften herzustellen, ist es ferner bekannt Tailored Blanks zu verarbeiten. Hierbei werden beispielsweise durch Schweißen warm- und kaltgewalzte Bleche mit voneinander verschiedener Wandstärke zusammengefügt, was als Tailor Welded Strip bzw. Tailor Welded Blank bekannt ist. Auch ist es bekannt, Blechbänder oder Platinen so zu walzen, dass voneinander verschiedene Wandstärken hergestellt werden, was als Tailor Rolled Blank bekannt ist.
  • Ein alternatives Herstellungsverfahren sieht vor, dass als Ausgangsmaterial ein Strangpressprofil verwendet wird. Hierbei wird eine Leichtmetalllegierung stranggepresst bzw. extrudiert, wobei im Querschnitt des extrudierten Profils voneinander verschiedene Wandstärken hergestellt werden. Ein solches Strangpressprofil wird zumeist in einer Länge von beispielsweise bis zu 60 m hergestellt. Zur Weiterverarbeitung muss jedoch das Strangpressprofil oder aber vereinzelte Stücke davon transportiert werden, was mitunter logistische und transporttechnische Schwierigkeiten bereitet bzw. hohe Kosten mit sich bringt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren aufzuzeigen, mit dem es möglich ist Kraftfahrzeugbauteile mit voneinander verschiedenen Wandstärken einfach, effektiv und kostengünstig, gerade in großen Stückzahlen herzustellen.
  • Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugbauteils aus einer Leichtmetalllegierung, mit den Merkmalen im Patentanspruch 1 gelöst.
  • Ein gegenständlicher Teil der Aufgabe wird weiterhin mit den Merkmalen im Patentanspruch 11 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
  • Demnach ist vorgesehen, dass zunächst ein Strangpressprofil extrudiert wird mit im Querschnitt mindestens zwei voneinander verschiedenen Wandstärken. Dieses Strangpressprofil wird nunmehr zu einem Coil aufgewickelt. Auf dem Coil kann das Strangpressprofil mit im Querschnitt voneinander verschiedenen Wandstärken somit gelagert und/oder transportiert werden. Soll dieses nunmehr an einem Produktionsort weiter verarbeitet werden, wird das Strangpressprofil von dem Coil abgewickelt und durch umformtechnische Bearbeitung zu dem Kraftfahrzeugbauteil weiterverarbeitet. Nach dem Abwickeln und vor dem Umformen kann ein Vereinzeln zu Platinen stattfinden. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch auch möglich, dass das von dem Coil abgewickelte Strangpressprofil umgeformt wird und erst nach dem Umformen ein Vereinzeln stattfindet. Wird das Umformen auf einem Folgeverbundwerkzeug mit in Reihe nacheinander geschalteten Bearbeitungsschritten durchgeführt, kann auch ein Vereinzeln während des Umformens durchgeführt werden. Somit können gerade kleinere Bauteile, wie Kraftfahrzeug-Pedalplatten, Halteclips zur Montage, jedoch auch größere Blechbauteile, beispielsweise eine Kraftfahrzeugsäule, KFZ-Träger, Säulenverstärkungen, ein Dachholm, ein Schweller oder ähnliches hergestellt werden.
  • Es kann durch die Formgebungsfreiheitsgerade beim Extrudieren ein Querschnitt hergestellt werden, der den zu erwartenden Belastungen des Kraftfahrzeugbauteils angepasst ist durch voneinander verschiedene Wandstärken. Insbesondere erfolgt eine Entkoppelung von Strangpressen und Umformen. Durch das Aufwickeln zu dem Coil kann ein jeweiliger Coil platzsparend gelagert werden, jedoch auch mit leichtem logistischen Aufwand und damit verbundenen geringen Kosten transportiert werden. Das Abwickeln des Coils kann dann wiederum in Abhängigkeit der Taktzeit der nachfolgenden Umform- bzw. Weiterverarbeitungsoperation erfolgen. Die Weiterverarbeitung ist somit vollständig vom Strangpressen selbst entkoppelt.
  • Weiterhin ist es erfindungsgemäß bevorzugt vorgesehen, dass das von dem Coil abgewickelte Strangpressprofil, auch Bandmaterial genannt, vor dem Vereinzeln geglättet wird. Insbesondere durchläuft dieses einen Dreirollenglätter.
  • Damit sich das Strangpressprofil zu einem Coil aufwickeln und ein stabiler Coil bilden lässt, ist insbesondere an den äußeren Randbereichen im Querschnitt eine in Relation zu den anderen Wandstärken jeweils größere Wandstärke ausgebildet. Besonders bevorzugt werden die zumindest zwei Wandstärken insbesondere die Wandstärken der äußeren Randbereiche im Wesentlichen gleich groß ausgebildet.
  • Eine im Querschnitt schiefe Wickellage des Coils wird hierdurch erfindungsgemäß vermieden.
  • Besonders bevorzugt wird ein Strangpressprofil extrudiert mit im Querschnitt zwei nebeneinanderliegenden Wandstärken, die um mehr als 50%, insbesondere mehr als 75% und bevorzugt mehr als 100% voneinander abweichen, wobei ein Übergangsbereich in Querrichtung kleiner 10 mm ist. Beträgt somit eine Wandstärke beispielsweise 2 mm, weist die unmittelbar angrenzende Wandstärke bevorzugt mehr als 4 mm, mithin eine um mehr als 100% größere Wandstärke auf. Der Übergangsbereich ist bevorzugt in Querrichtung kleiner 10 mm ausgebildet. Es ist auch möglich in dem Strangpressprofil im Querschnitt drei Wandstärken vorzusehen mit einem Übergangsbereich größer 1 mm sowie einen anderen Übergangsbereich größer 10 mm.
  • Besonders bevorzugt wird eine 7000er- oder 6000er Aluminiumlegierung weiterverarbeitet, wobei insbesondere ein Strangpressprofil mit einer Breite von 30 bis 500 mm, besonders bevorzugt 150 bis 400 mm extrudiert wird. Die Wandstärke liegt im bevorzugten Bereich zwischen 1 bis 10 mm. Jeweils im Querschnitt nebenaneinander liegende Wandstärken sind voneinander verschieden, jedoch im vorgenannten Intervall.
  • Es ist erfindungsgemäß weiterhin optional vorgesehen, dass das von dem Coil abgewickelte Strangpressprofil in Längsrichtung zumindest abschnittsweise gewalzt wird.
  • Besonders bevorzugt wird ein Coil mit einem Durchmesser von 1000 mm bis 2000 mm und einem Gewicht von bevorzugt 500 kg bis 1000 kg aufgewickelt.
  • Die Umformung wird weiterhin bevorzugt in einem Folgeverbundwerkzeug durchgeführt. Insbesondere bei der Herstellung von kleineren Bauteilen, werden in dem Folgeverbundwerkzeug mindestens zwei der nachfolgenden Prozessschritte ausgeführt:
    • Dehnen und/oder Recken und/oder Strecken der Platine bzw. des von dem Coils abgewickelten Strangpressprofils,
    • Randbeschnitt der Platine bzw. des von dem Coils abgewickelten Strangpressprofils,
    • Umformen zu dem Kraftfahrzeugbauteil,
    • Lochstanzen,
    • Lochformen,
    • Vereinzeln.
  • Die Reihenfolge ist dabei untereinander wählbar. Es können auch Prozessschritte miteinander kombiniert werden, beispielsweise kann das Umformen und das Lochstanzen oder das Lochformen miteinander kombiniert werden.
  • Weiterhin ist es besonders vorteilig, wenn dem Folgeverbundwerkzeug eine Stapelanlage bzw. Sortieranlage und/oder eine Verpackungsanlage nachgeschaltet sind. Hier können dann die einzelnen hergestellten Bauteile gesammelt werden und wiederum einem weiterem Lagerort oder einer weiteren Produktion zugeführt werden.
  • Besonders bevorzugt sind mit dem Folgeverbundwerkzeug Taktzeiten von 0,3 bis 3 Sekunden, insbesondere 0,4 bis 1 Sekunden möglich. Besonders bevorzugt wird eine Taktzeit von 0,5 Sekunden durchgeführt.
  • Damit die Produktion möglichst unterbrechungsfrei durchgeführt wird, wird das Coilmaterial durch einen Fügeprozess als Endlosmaterial zugeführt. Ist der Coil annähernd bzw. vollständig abgewickelt, kann entweder mit kurzer Unterbrechungszeit oder aber unterbrechungsfrei ein weiterer Coil nachgeführt werden und die zwei Stirnseiten vom Ende des letzten Coils und Anfang des neuen Coils miteinander gefügt werden, so dass der Produktionsprozess annähernd Unterbrechungsfrei fortgeführt wird. Bevorzugt wird ein Heißpressschweißen verwendet.
  • Weitere Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung. Bevorzugte Ausgestaltungsvarianten werden in den schematischen Figuren dargestellt. Diese zeigen:
    • Figur 1a bis c
    ein erfindungsgemäß hergestelltes Kraftfahrzeugbauteil mit Schnittansicht sowie Querschnittsansicht des Strangpressprofils vor der Umformtechnischen Bearbeitung,
    Figur 2
    eine erfindungsgemäße Produktionsanlage in Seitenansicht,
    Figur 3
    eine erfindungsgemäße Produktionsanlage mit Folgeverbundwerkzeug in Draufsicht,
    Figur 4
    einen schematischen Verfahrensablauf und
    Figur 5a bis e
    verschiedene Querschnittskonfigurationen des Strangpressprofils.
  • Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäß hergestelltes Kraftfahrzeugbauteil 1, beispielsweise Schlossträger oder auch Kühlerquerträger genannt. Dieser weist insbesondere verschiedene Montagelöcher 2 aber auch Durchführungen 3 mit beispielsweise umgestellten Kanten auf. Gemäß der Schnittlinie b-b sind drei voneinander verschiedene Wandstärken ausgebildet, W1, W2, W3 mit jeweils kurzen dazwischen liegenden Übergangsbereichen Ü, welche sich in Querrichtung Q erstrecken. Diese Wandstärken W1, W2, W3 werden gemäß Figur 1c durch ein Strangpressprofil 6 mit im Querschnitt voneinander verschiedenen Wandstärken W1, W2, W3 und einer Breite B als Ausgangsmaterial bzw. Halbzeug hergestellt. Gut zu erkennen ist, dass die Wandstärken W2 und W3 jeweils die außenliegende Wandstärke an einem außenliegenden Randbereich 4 ist. Somit kann ein solches im Querschnitt aufgewickeltes Halbzeug zu einem Coil 5 aufgewickelt werden und in weiterer Verarbeitung gemäß Figur 1b durch Umformen das Kraftfahrzeugbauteil hergestellt werden.
  • Gemäß Figur 2 ist jedoch ein im Querschnitt anders gestaltetes Strangpressprofil 6 mit fünf Wandstärken W1, W2, W3, W4, W5 dargestellt. Die Wandstärke W4 und W2 sind jedoch annähernd gleich, so dass auch hier aufgrund des Querschnittes ein Aufwickeln zu dem Coil 5 ermöglicht wird. W1, W2, W3, W5 können jeweils untereinander gleich sein oder voneinander verschiedenen sein, sind jedoch insbesondere von W2 bzw. W4 verschieden. Um nunmehr das aufgewickelte Strangpressprofil 6 zu vereinzeln, wird dieses abgewickelt und in eine Glättanlage 7 geglättet. Dieses Strangpressprofil 6 kann dann in einer Umformanlage 13, beispielsweise einer Umformpresse zu einem Kraftfahrzeugbauteil 1 umformtechnisch verarbeitet werden.
  • Figur 3 zeigt eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Produktionsanlage. Zunächst wird das Strangpressprofil 6 auf einem Coil 5 bereitgestellt und dann abgewickelt und in eine Drei-Walzen-Glättanlage 7 geführt. Im Anschluss daran kann eine Vereinzelungsvorrichtung 8 vorgesehen sein, in der das geglättete Strangpressprofil zu einzelnen Platinen 9 vereinzelt wird. Alternativ ist es möglich, das geglättete Strangpressprofil, beispielsweise in Form eines Blechbandes der weiteren Verarbeitung zuzuführen. Die Platinen 9 bzw. das Blechband werden einem Folgeverbundwerkzeug 10 zugeführt, wobei in dem Folgeverbundwerkzeug 10 eine Dehnanlage 11, eine Beschneideanlage 12, eine Umformanlage 13 sowie eine Loch- und Stanzvorrichtung 14 vorhanden sind. Im Falle der Zuführung von Platinen 9 ist das Folgeverbundwerkzeug 10 insbesondere als Transferpresse bzw. Presse mit mehreren Werkzeugstufen ausgebildet. Im Falle der Zuführung eines endlosen Bandes werden in dem Folgeverbundwerkzeug 10 die einzelnen Werkzeugoperationen durch Weitertransport des Bandes angelaufen. Über eine Dreiachsentransporteinheit 15 können die Platinen 9 sowohl dem Folgeverbundwerkzeug 10 zugeführt werden als auch innerhalb des Folgeverbundwerkzeuges 10 überführt werden sowie aus dem Folgeverbundwerkzeug 10 entnommen werden, zu einer Stapelanlage 16 und einer dieser nachgeschalteten Verpackungsanlage 17.
  • Figur 4 zeigt einen schematischen Verfahrensablauf. Zunächst wird ein nicht näher dargestellter Metallblock aus Leichtmetall stranggepresst zu einem extrudierten Strangpressprofil 6 mit voneinander verschiedener Wanddicke. Das Strangpressprofil 6 wird dann zu einem Coil 5 aufgewickelt. Sodann erfolgt gerade ein erfindungsgemäßer Vorteil, eine Entkoppelung des Weiterverarbeitungsprozesses von dem Stangpressprozess selber. Das als Coil 5 bevorratete Halbzeug in Form eines Strangpressprofils 6 kann von dem Coil 5 abgewickelt werden und einer Weiterverarbeitung zugeführt werden. Die Weiterverarbeitung kann dann beispielsweise in einem Folgeverbundwerkzeug 10 durchgeführt werden. Das abgewickelte Strangpressprofil 6 kann jedoch auch zu Platinen 9 vereinzelt werden, die jeweils einzeln weiterverarbeitet werden.
  • Figur 5a bis e zeigen im Querschnitt voneinander verschiedene Querschnitte des Extrusionsprofils.
  • Figur 5a zeigt eine Querschnittsansicht eines Strangpressprofils 6 mit drei voneinander verschiedenen Wandstärken W1, W2, W3. W1 und W3 sind annähernd gleich dick ausgebildet. W2 ist demgegenüber dünner ausgebildet. Zwischen den Wandstärken W1 und W2 erstreckt sich ein Übergangsbereich Ü in Querrichtung Q und zwischen Wandstärke W2 und W3 ebenfalls ein Übergangsbereich Ü in Querrichtung Qa. In dem Übergangsbereich Ü nimmt die Wandstärke linear ab bzw. linear zu. Das gesamte Strangpressprofil 6 weist eine Breite B auf. Besonders kleine Übergangsbereiche Ü in der Größenordnung der niedrigen Wandstärke lassen sich somit erfindungsgemäß aus dem vom Coil 5 abgewickelten Strangpressprofil 6 herstellen und sind flexibel abgewalzten Blechplatinen oder verschweißten Blechplatinen unterschiedlicher Wandstärke überlegen.
  • Figur 5b zeigt eine alternative Ausgestaltungsvariante eines Strangpressprofils 6. Dieses weist ebenfalls drei Wandstärken W1, W2, W3 auf. W1 und W3 sind annähernd gleich dick ausgebildet. W2 ist demgegenüber dünner ausgebildet. Zwischen W2 und W3 erstreckt sich ein linearer Übergangsbereich Ü. Der Übergang von Wandstärke W1 zu W2 erfolgt nach dem Prinzip einer umgestellten Kante bzw. eines Übergangsradius.
  • Figur 5c zeigt eine alternative Ausgestaltungsvariante mit zwei voneinander verschiedenen Wandstärken W2 und W3. W2 ist dabei kleiner als W3 ausgebildet. Der Übergangsbereich Ü erfolgt mit einem Wanddickensprung 18 stufenartig.
  • Figur 5d zeigt eine alternative Ausgestaltungsvariante mit fünf voneinander verschiedenen Wandstärken W1, W2, W3, W4, W5. Als Besonderheit bei der Ausgestaltungsvariante gemäß Figur 5d ist, dass die Wanddickenübergänge bzw. Wanddicken nicht nur an einer Seite mithin beispielsweise einer in Figur 5a dargestellten Oberseite 19 ausgebildet sind sondern auch an einer Unterseite 20 ausgebildet sind. Die Wanddickensprünge bzw. Übergänge sind somit gegenüber einer Mittellängsachse MLA an beiden Seiten 19, 20 des Querschnitts ausgebildet. Insbesondere ist der sich ergebende Abstand 21 zwischen Oberseite 19 und Unterseite 20 über mindestens die Hälfte der Breite B derart ausgebildet. Insbesondere wird dabei ein Abstand 21 zwischen Oberseite 19 und Unterseite 20 ausgebildet, so dass beim Aufwickeln zu dem Coil 5 hinreichende Flächenteile der Oberseite 19 und der Unterseite 20 aneinander anliegen.
  • Figur 5e zeigt eine weitere Ausgestaltungsvariante, wobei hier fünf voneinander verschiedene Wandstärken W1, W2, W3, W4, W5 vorhanden sind. An der Unterseite 19 sowie an der Oberseite 20 sind im mittleren Bereich jeweils Einmuldungen 21 ausgebildet, so dass eine Wandstärke W3, W4 mit degressiven bzw. progressiven Übergang zur dickeren Wandstärke W2 ausgebildet ist. Auch hier sind Wandstärkenunterschiede bzw. Dickensprünge oder Dickenübergänge jeweils beidseitig einer Mittellängsachse MLA ausgebildet. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass beispielsweise in den Bereichen niedriger Wandstärke W3, W4 die Umformungseigenschaften, beispielsweise für ein Biegen oder Abkanten positiv beeinflusst werden. Im Bereich der Wandstärke W3 kann beim Umformen der in der Bildebene linke Teil des Querschnitts gezielt leicht nach unten abgebogen werden, während im Bereich der Wandstärke W4 der in der Bildebene rechte Teil des Querschnitts gezielt leicht nach oben abgebogen werden kann.
    • Bezugszeichen:
    • 1 -
    Kraftfahrzeugbauteil
    2 -
    Montageloch
    3 -
    Durchführung
    4 -
    Randbereich
    5 -
    Coil
    6 -
    Strangpressprofil
    7 -
    Glättanlage
    8 -
    Vereinzelungsvorrichtung
    9 -
    Platine
    10 -
    Folgeverbundwerkzeug
    11 -
    Dehnanlage
    12 -
    Beschneideanlage
    13 -
    Umformanlage
    14 -
    Loch- und Stanzvorrichtung
    15 -
    Dreiachsentransporteinheit
    16 -
    Stapelanlage
    17 -
    Verpackungsanlage
    18 -
    Wanddickensprung
    19 -
    Oberseite
    20 -
    Unterseite
    21 -
    Einmuldung
    B -
    Breite
    MLA -
    Mittellängsachse
    Q -
    Querrichtung
    Ü -
    Übergangsbereich
    W1 -
    Wandstärke
    W2 -
    Wandstärke
    W3 -
    Wandstärke
    W4 -
    Wandstärke
    W5 -
    Wandstärke

Claims (11)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugbauteils (1) aus einer Leichtmetalllegierung, gekennzeichnet, durch folgende Verfahrensschritte:
    - Extrudieren eines Strangpressprofils (6) mit im Querschnitt mindestens zwei voneinander verschiedenen Wandstärken (W1, W2, W3, W4, W5),
    - Aufwickeln des Strangpressprofils (6) zu einem Coil (5),
    - Abwickeln des Coils (5),
    - Umformen zu dem Kraftfahrzeugbauteil (1), wobei vor oder nach dem Umformen vereinzelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Querschnitt zwei nebeneinanderliegende Wandstärken (W1, W2) extrudiert werden, die insbesondere mehr als 50%, bevorzugt 75% und ganz besonders bevorzugt mehr als 100% voneinander abweichen, insbesondere auf einem in Querrichtung (Q) orientierten Übergangsbereich kleiner 10mm.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Querschnitt an den Randbereichen (4) jeweils eine in Relation zu den anderen Wandstärken (W1, W2, W3, W4, W5) größere Wandstärke (W1, W2, W3, W4, W5) ausgebildet ist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine 7000er oder 6000er Aluminiumlegierung extrudiert wird, wobei bevorzugt ein Strangpressprofil (6) mit einer Breite von 50 mm bis 500 mm und einer Wandstärke von 1 bis 10 mm extrudiert wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Coil (5) mit einem Durchmesser von 500 mm bis 2000 mm und einem Gewicht von bevorzugt 500 kg bis 1000 kg aufgewickelt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umformen und/oder Vereinzeln in einem Folgeverbundwerkzeug durchgeführt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Folgeverbundwerkzeug (10) mindestens zwei der folgenden Prozessschritte ausführt: Strecken der Platine (9) oder des abgewickelten Coils (5), Randbeschnitt der Platine (9) oder des abgewickelten Coils (5), Umformen zu dem Kraftfahrzeugbauteil (1), Lochstanzen, Lochformen.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Folgeverbundwerkzeug (10) Taktzeiten von 0,3 bis 3s, insbesondere 0,4 bis 1 s durchgeführt werden.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der abgewickelte Coil (5) durch einen Fügeprozess mit einem folgenden Coil (5) als Endlosmaterial zugeführt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dickensprung (18) bzw. Übergang zwischen den voneinander verschiedenen Wandstärken (W1, W2, W3, W4, W5) auf einer Oberseite (19) und/oder Unterseite (20) des Strangpressprofils (6) hergestellt wird.
  11. Halbzeug aus einem extrudierten Strangpressprofil (6) aus Leichtmetall, wobei das Strangpressprofil (6) im Querschnitt mindestens zwei voneinander verschiedene Wandstärken (W1, W2, W3, W4, W5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Strangpressprofil (6) als Coil (5) aufgewickelt ist.
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