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Die Erfindung betrifft ein Panzerungsbauteil für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Sollen derartige Panzerungsbauteile mit unterschiedlicher Wandstärke und/oder einem dreidimensionalen Formverlauf hergestellt werden, wie diese beispielsweise bei großformatigen Strukturbauteilen des Rohbaus des Kraftwagens zum Beispiel als vordere Stirnwand, hintere Trennwand, Dachelement, Seitenwandelement oder Säulenelement der Kraftwagen-Fahrgastzelle zum Einsatz kommen, so können diese nur in äußerst engen Grenzen umgeformt werden, ohne dass es zu unerwünschten Gefügeänderungen beziehungsweise Dickenveränderungen kommt, welche schlussendlich die ballistischen Eigenschaften einzelner Bauteilbereiche negativ beeinflussen. Überdies können Panzerungsteile höherer Beschuss- beziehungsweise Widerstandsklassen, welche demzufolge eine erhebliche Wandstärke aufweisen, ohnehin nur sehr schwer oder gar nicht umgeformt werden.
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Aus diesem Grund ist es bereits bekannt, ein derartiges Panzerungsbauteil aus einer Mehrzahl von kleinen Bauteilstücken zusammenzusetzen, die miteinander verschweißt werden, um ein Panzerungsbauteil mit unterschiedlichen Wandstärken und/oder einem komplexen, von einer Ebene abweichenden Formverlauf zu gestalten. Allerdings führt das Verschweißen der einzelnen Bauteilstücke infolge des damit verbundenen Wärmeeintrags ebenfalls zu einer nachteiligen Beeinflussung der ballistischen Eigenschaften des Panzerungsbauteils, sodass zur Gewährleistung einer hinreichenden Panzerung im Bereich der Schweißnähte entsprechende Maßnahmen wie beispielsweise eine überlappende Anordnung der jeweiligen Bauteilstücke oder eine Aufdopplung oder dergleichen erfolgen muss.
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Zur Vermeidung dieser Probleme ist es aus der
DE 10 2007 039 998 A1 bereits bekannt, ein Panzerungsbauteil mit unterschiedlichen Wandstärken und/oder einem dreidimensionalen Formverlauf durch eine Stahlplatine zu erzeugen, welche in unterschiedlichen Bereichen unterschiedliche Wandstärken aufweist und anschließend durch Warmumformen und Presshärten behandelt wird, um die entsprechenden ballistischen Eigenschaften zu erreichen. Allerdings sind auch diesem Verfahren Grenzen gesetzt, gerade bei höheren Beschuss- beziehungsweise Widerstandsklassen.
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Aus der gattungsbildenden
WO 2003/031252 A1 ist bereits ein mehrteiliges Panzerungsbauteil für ein Fahrzeug bekannt, das einen dreidimensionalen Formverlauf aufweist, und das als Gussbauteil ausgestaltet sein kann.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein großformatiges Panzerungsbauteile mit hervorragenden ballistischen Eigenschaften zu realisieren.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Panzerungsbauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Das erfindungsgemäße Panzerungsbauteil zeichnet sich dadurch aus, dass dieses als einteiliges Gussbauteil ausgebildet ist. Gerade Panzerungsbauteile höherer Beschussbeziehungsweise Widerstandsklassen wie beispielsweise die der Klasse VR 9 erfordern relativ hohe Wandstärken, sodass Bauteile unterschiedlicher Wandbereiche und/oder eines entsprechend komplexen dreidimensionalen Formverlaufs fertigungstechnisch äußerst günstig hergestellt werden können, wenn diese einteilig in einem Gießverfahren erzeugt werden. Im Unterschied zum bisherigen Stand der Technik mit zusammengeschweißten Bauteilstücken gibt es somit beim erfindungsgemäßen Panzerungsbauteil keine Schweißverbindungen, in deren Bereich infolge von Gefügeumwandlungen die Gefahr von mangelhaften ballistischen Eigenschaften gegeben ist, die zu einem Versagen des Bauteils führen können beziehungsweise die Zusatzmaßnahmen wie Aufdopplungen und Überlappungen erforderlich machen, welche im Weiteren zu Lasten des Bauteilgewichts gehen. Überdies lassen sich in einem Gießprozess äußerst komplexe Strukturen unterschiedlicher Wandstärke und/oder komplexen Formverlaufs erzeugen, welche beispielsweise auch aus einer Blechplatine durch anschließendes Warmumformen und Presshärten gemäß dem Stand der Technik nicht ohne Weiteres hergestellt werden können.
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Somit wird durch das erfindungsgemäße Panzerungsbauteil ein völlig neuer Weg begangen, nämlich dieses als einteiliges Gussbauteil zu gestalten, welches im Anschluss in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung einer thermischen oder thermochemischen Wärmebehandlung unterzogen werden kann. Dabei lassen sich derartige thermische beziehungsweise thermochemische Wärmebehandlungen gegebenenfalls auch nur partiell in einzelnen Teilbereichen des Panzerungsbauteils vornehmen, je nachdem, welche ballistischen Eigenschaften in jeweiligen Bereichen gewünscht beziehungsweise erforderlich sind.
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Bei dem Gussbauteil sind dabei alle gängigen Gießprozesse, insbesondere Metallgießprozesse denkbar, mit denen Bauteile entsprechender Wandstärke beziehungsweise entsprechenden Formverlaufs herstellbar sind.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der anschließenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie im Zusammenhang mit der Zeichnung.
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Die einzige Fig. zeigt dabei in einer Vorderansicht ein Panzerungsbauteil in Form einer vorderen Stirnwand einer Fahrgastzelle eines gepanzerten Fahrzeugs, welche Wandbereiche unterschiedlicher Wandstärke sowie einen dreidimensionalen Formverlauf aufweist und als einteiliges Gussbauteil gestaltet ist.
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Wie anhand der Fig. erkennbar ist, ist im erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ein Panzerungsbauteil für eine Kraftwagenkarosserie in Form einer vorderen Stirnwand 1 dargestellt, welche bei einem gepanzerten Personenkraftwagen die Fahrgastzelle nach vorne hin zu einem Motorraum begrenzt. An einer unteren Breitseite 2 ist die Stirnwand 1 dabei an den Verlauf eines sich rückwärtig anschließenden Pedal- beziehungsweise Fahrzeugbodens angepasst und umfasst in einem zentralen Bereich 3 eine Aussparung für einen Mitteltunnel. An einer Oberseite 4 beziehungsweise an jeweiligen Außenseiten 5 verläuft die Stirnwand 1 vorliegend im Wesentlichen gerade.
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Des Weiteren ist ersichtlich, dass die Stirnwand 1 eine Mehrzahl von Durchbrüchen 6 für jeweilige Funktionsbauteile wie beispielsweise eine Lenksäule, Kabelbäume, Bauteile der Fahrzeugklimatisierungsanlage oder dergleichen umfasst. Im Bereich dieser Durchbrüche 6 sind entsprechende dreidimensionale Formverläufe der Stirnwand 1 erkennbar, in welchen diese von einem ebenen Verlauf abweicht. So ist beispielhaft ein jeweiliger Randbereich 7 für einen zugehörigen Durchbruch 6 zu erwähnen, in welchem die Stirnwand 1 einen dreidimensionalen Formverlauf hat beziehungsweise von einer ebenen Gestaltung abweicht. Außerdem weist die Stirnwand 1 in den jeweiligen Randbereichen 7 gegebenenfalls andersartige Wandstärken auf als in angrenzenden Wandbereichen 8.
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Um nun diese komplexe Struktur gerade großformatiger Panzerungsbauteile wie beispielsweise der gezeigten Stirnwand 1 fertigungstechnisch einfach herstellen zu können und überdies optimale ballistische Eigenschaften zu erzielen, ist die vorliegende Stirnwand 1 als einteiliges Gussbauteil aus einem entsprechenden Panzerstahl oder dergleichen Metallwerkstoff gebildet. Hierdurch können die komplexen Geometrien eines derartigen Panzerungsbauteils, also beispielsweise unterschiedliche Wandstärken in aneinander angrenzenden Wandbereichen und/oder dreidimensionale Formverläufe, welche von einem ebenen Verlauf abweichen, in optimaler Weise erzeugt werden.
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Der große Vorteil einer in einem entsprechenden Gießverfahren hergestellten Stirnwand 1 besteht somit zunächst in einer hohen Gestaltungsfreiheit bei der Herstellung des Panzerungsbauteils. Im Unterschied zu bisherigen, insbesondere großformatigen Panzerungsbauteilen, welche aus einzelnen Bauteilsegmenten beispielsweise durch Schweißen zusammengesetzt sind, sind vorliegend keine entsprechenden Zonen mit problematischem Gefüge vorhanden, welche beispielsweise infolge des Wärmeeintrags beim Schweißen entstehen und erhebliche weitere Maßnahmen wie beispielsweise Materialaufdopplungen oder Überlappungen erfordern, nötig. Auch sind ersichtlicher Weise weitaus geringere gestalterische Grenzen vorhanden, als wenn beispielsweise eine aus mehreren Segmenten zusammengesetzte Platine zum Einsatz kommt, welche entsprechend umgeformt und pressgehärtet wird.
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Das erfindungsgemäße Gussbauteil kann dabei insbesondere aus einem entsprechenden Panzerstahl gegossen sein, gegebenenfalls auch in einem Präzisionsgießverfahren. Im Anschluss an den Gießprozess kann dabei das Panzerungsbauteil, also im vorliegenden Fall die Stirnwand 1, einer thermischen Wärmebehandlung, also beispielsweise einem Härte- oder Vergütungsverfahren unterzogen werden, oder aber einer thermochemischen Wärmebehandlung wie beispielsweise einem Aufkohl- oder Nitrierverfahren unterzogen werden. Dem Fachmann sind hierbei sowohl geeignete Metallgusswerkstoffe beziehungsweise Metallpulverwerkstoffe als auch Wärmebehandlungsverfahren bekannt, um entsprechende ballistische Eigenschaften zu erzielen.
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Dabei eignet sich das erfindungsgemäße Gießverfahren auch besonders für Panzerungsbauteil, welche hohen Widerstands- beziehungsweise Beschussklassen, beispielsweise der Klasse VR 9, genügen sollen. Gerade derartige Panzerungsbauteile sind nämlich durch Zusammensetzen einzelner Bauteilstücke nur äußerst schwierig beziehungsweise durch Umformen gar nicht mehr herzustellen.
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Die Wärmebehandlung des jeweiligen Panzerungsbauteils kann dabei höchst individuell erfolgen. So ist es beispielsweise denkbar, entsprechende Wärmebehandlungen nur partiell, also in einzelnen Bauteilbereichen, vorzunehmen. Gleichfalls ist es natürlich auch möglich, das komplette Panzerungsbauteil einheitlich einer - oder gegebenenfalls auch gar keiner - Wärmebehandlung zu unterziehen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stirnwand
- 2
- Breitseite
- 3
- Bereich
- 4
- Oberseite
- 5
- Außenseite
- 6
- Durchbruch
- 7
- Randbereich
- 8
- Wandbereich
