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Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugtür mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Die
DE 10 2008 010 168 B4 offenbart eine Stahllegierung für Bauteile aus gehärtetem Stahl zum Panzern eines Fahrzeuges. Panzerstähle für den ballistischen Schutz haben typischerweise eine Härte um 600 HB bei Zugfestigkeiten um 2.000 MPa. Die besondere Herausforderung bei der Verwendung von Panzerstählen besteht darin, komplexe Formen zu realisieren, um eine kostengünstige Herstellung eines komplex geformten Bauteils, wie z.B. einer Fahrzeugtür, zu ermöglichen. Niedrig legierte Sonderstähle, die als gehärtete Flachplatten auf dem Markt sind, können aufgrund der hohen Härte und der dadurch bedingten geringen Umformbarkeit nicht zur Herstellung von komplex geformten Bauteilen verwendet werden. Panzerstähle auf dem Markt, die Härten im Bereich von 550 HB aufweisen, sind für das Härten in einer Wasserquette ausgelegt und sind daher für die Härtung im Warmformprozess ungeeignet. Geschweißte Bauteile können durch den Wärmeeinfluss beim Schweißen Schwachstellen aufweisen.
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Die
DE 10 2019 116 363 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Panzerungsbauteils für Kraftfahrzeuge. Ein Bereich der Oberfläche des Panzerungselementes wird strahltechnisch bearbeitet. Auf die Fläche wird eine Beschichtung aufgebracht, die aus einem gegenüber dem Panzerstahl weicheren Werkstoff besteht.
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Die
DE 10 2017 126 660 A1 offenbart eine Kabine eines gepanzerten Fahrzeuges, wobei die Kabine Öffnungen aufweist, die mit einem Deckel verschlossen sind. Der Deckel ist flächenmäßig größer ausgebildet als die Öffnungen und umgreift mit einem Deckelkragen einen Öffnungskragen, um eine Hinterschneidung auszubilden. Dort kann eine Dichtung angeordnet werden. Die Herstellung von Deckel und Kabine kann durch Warmformen und Presshärten erfolgen.
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Die
DE 10 2016 113 542 B3 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Panzerungsbauteils, bei welchem eine Panzerstahlplatine auf über AC3-Temperatur erwärmt und umgeformt wird. Anschließend wird das Bauteil über einen Zeitraum von 30 s bis 10 min. zur Martensitbildung abgeschreckt und anschließend auf Raumtemperatur abgekühlt. Je nach Prozessführung besitzt das fertige Panzerungsbauteil 1 % - 10 % Austenit und im übrigen Martensit. Auf diese Weise wird ein Mehrphasen-Panzerungsbauteil hergestellt.
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Ein weiteres Fahrzeug-Panzerungsbauteil wird in der
DE 10 2015 116 879 A1 beschrieben. Ein Stahlblech weist auf einer Seite eine Beschichtung aus einem weicheren Metallwerkstoff auf, vorzugsweise Aluminium oder Zink. Die Beschichtung ist insbesondere thermisch aufgespritzt oder galvanisch aufgebracht. Dadurch wird das Ziel erreicht, die Beschussfähigkeit bei reduzierter Bauteildicke und verringertem Gewicht zu verbessern.
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Die
DE 10 2010 009 183 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Außenwand eines Kraftfahrzeuges aus Panzerstahl mit Öffnungen. Mit dem Verfahren, wird die Außenkontur bzw. Außenwand des Kraftfahrzeugs identisch nachgebildet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fahrzeugtür aus einem Panzerstahl aufzuzeigen, die keine Schwächungen durch Schweißnähte aufweist und insbesondere eine vollständig martensitische Mikrostruktur mit einer Härte von mindestens 550 HB aufweist und im Warmformverfahren hergestellt werden kann.
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Diese Aufgabe ist bei einer Fahrzeugtür mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
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Die erfindungsgemäße Fahrzeugtür aus einem Panzerstahl besitzt einen Scheibenrahmen, der optional eine Öffnung aufweist sowie einen an den Scheibenrahmen angrenzenden unteren Flächenabschnitt. Die Fahrzeugtür kann je nach Verwendungszweck mit oder ohne Öffnung hergestellt sein. Der Begriff „Scheibenrahmen“ bezeichnet bei Vorhandensein der Öffnung nur den entsprechenden Rahmenbereich. Fehlt die Öffnung, umfasst der Begriff auch den von dem verwendeten Panzerstahl gefüllten und von dem Rahmen umgebenen oberen Bereich bzw. oberen Flächenabschnitt der Fahrzeugtür. Sofern nicht anders angegeben bedeutet der Begriff Scheibenrahmen nachfolgend Rahmen mit oder ohne Öffnung.
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Der Scheibenrahmen und der untere Flächenabschnitt sind einteilig aus einer einzigen warmgeformten und pressgehärteten Blechplatine aus dem Panzerstahl geformt. Dabei besitzt zumindest der untere Flächenabschnitt und insbesondere auch der Scheibenrahmen der Fahrzeugtür eine Brinellhärte von 500-600 HB und eine Streckgrenze von 1.200-1.450 MPa. Die Wanddicke des unteren Flächenabschnitts und/oder des Scheibenrahmens beträgt mindestens 6 mm. Die warmgeformte und pressgehärtete Fahrzeugtür weist mehrere gekrümmte Bereiche auf, die Krümmungsradien haben. Die Krümmungsradien liegen bevorzugt in einem Bereich des ein- bis dreifachen der Wanddicke der Fahrzeugtür. Es handelt sich daher um vergleichsweise enge Krümmungsradien, die es ermöglichen, einen Kragenrand durch Crashformen oder Tiefziehen herzustellen. Der Kragenrand kann vorzugsweise mindestens 50°, insbesondere mindestens 70° und ganz bevorzugt um etwa 90° zur Innenseite der Fahrzeugtür abgewinkelt sein und schützt bei geschlossener Fahrzeugtür den Türspalt gegen Durchschuss. Die Fahrzeugtür kann über wenigstens ein Türscharnier mit dem Kraftfahrzeug verbunden sein. Die Fahrzeugtür besitzt wenigstens einen Anbindungsbereich für ein Türscharnier. Der wenigstens eine Anbindungsbereich befindet sich bevorzugt außerhalb des Türspaltes und insbesondere im unteren Flächenabschnitt. Der Türspalt kann dadurch sehr schmal sein, so dass ein besserer ballistischer Schutz im Bereich des Türspalts ermöglicht wird.
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Die verwendete Blechplatine zur Herstellung der Fahrzeugtür besteht aus einer Stahllegierung der Gruppe der Mangan-Bor-Stähle, wobei die Stahllegierung neben Eisen und unvermeidbaren Verunreinigungen in Gewichtsprozent folgende Zusammensetzung aufweist:
| Kohlenstoff | 0,33 | - | 0,38 |
| Silizium | 0,2 | - | 0,7 |
| Mangan | 0,7 | - | 1,2 |
| Phosphor | | max. | 0,03 |
| Schwefel | | max. | 0,02 |
| Bor | 0,002 | - | 0,005 |
| Chrom | 0,6 | - | 1,0 |
| Kupfer | | max. | 0,12 |
| Stickstoff | | max. | 0,005 |
| Titan | 0,015 | - | 0,025 |
| Nickel | 1,5 | - | 2,0 |
| Molybdän | 0,2 | - | 0,5 |
| Zinn | | max. | 0,04 |
| sowie optional | | | |
| Aluminium | 0,006 | - | 0,06 |
| Niob | 0,02 | - | 0,05. |
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Der Werkstoff vereint die Vorteile eines Panzerstahls mit den herstellungsbedingten Vorteilen einer Warmumformung kombiniert mit dem Presshärten, so dass das gehärtete Werkstück unmittelbar maßhaltig ist. Mit diesem Werkstoff kann durch das Warmformen und Presshärten eine vollständig martensitische Mikrostruktur erreicht werden. Die Möglichkeiten der Formgebung machen Schweißverbindungen im konkreten Anwendungsfall einer Fahrzeugtür mit umgestelltem und umlaufendem Kragenrand grundsätzlich überflüssig. Es muss kein Kragenrand anschweißt werden. Der Panzerstahl wird daher nicht thermisch geschwächt und die Fahrzeugtür besitzt gegenüber geschweißten Lösungen bessere ballistische Eigenschaften im Randbereich.
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Zur Herstellung der verwendeten Blechplatinen werden Brammen im Stahlwerk langsam abgekühlt, in einem Stoßofen angewärmt und auf eine Ziehtemperatur von 1200°C +20/-50°C erwärmt. Das Walzen erfolgt bei Blechdicken von 6,3 mm bis unter 8 mm bis auf eine Endtemperatur von 880°C, in einem Bereich von 8,0 mm bis unter 10 mm bei einer Endwalztemperatur von 860°C und bei Blechdicken zwischen 10 mm bis <14 mm bei einer Endwalztemperatur von 840°C jeweils +20°C/-50°C. Es schließt sich das Warmrichten ohne Wärmebehandlung unter Einhaltung der entsprechenden Oberflächennormen und Normalebenen an. Die so hergestellten Blechplatinen sind frei von Schweißnähten, frei von Fehlern, die die Verwendbarkeit als Panzerstahl einschränken. Der Wasserstoffgehalt beträgt max. 4 ppm.
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Die Verwendung dieser Stahllegierung zur Herstellung der Fahrzeugtür ermöglicht Umformungen von Blechplatinen zu dem fertigen Bauteil, ohne dass es Schwachstellen durch Schweißverbindungen und die daraus resultierenden Wärmeeinflusszonen gibt. Eine solche einstückig geformte Fahrzeugtür kann trotz der erheblichen Wanddicke warm umgeformt werden und kann aufgrund des Warmformens und anschließenden Presshärtens enge vorgegebene Toleranzen einhalten, die es ermöglichen, die Fahrzeugtür ohne eine Nachbearbeitung, welche die ballistischen Eigenschaften schwächen könnte, als großflächiges Bauteil nicht nur zur Panzerung, sondern unmittelbar als Fahrzeugtür für den ballistischen Schutz eines Fahrzeuges zu verwenden.
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Die Fahrzeugtür wird über Türscharniere mit dem Fahrzeug verbunden. Die Türscharniere werden insbesondere mechanisch befestigt, bevorzugt mit der Fahrzeugtür verschraubt. Die mechanische Befestigung ist einer Schweißverbindung vorzuziehen, damit es zu keiner thermisch bedingten Schwächung des Werkstoffs kommt.
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Die Umformung zu der Fahrzeugtür mit den relativ engen Krümmungsradien ermöglicht insbesondere, einen umlaufenden Kragenrand an der Fahrzeugtür auszubilden, der für den ballistischen Schutz im umlaufenden Türspalt sehr wichtig ist. Durch den umlaufenden Kragenrand wird der schlankere Scheibenrahmen ausgesteift und zudem kann der Kragenrand die in der Öffnung angeordnete Scheibe randseitig vollständig umgreifen. Der Kragenrand hat z.B. eine Tiefe von 10 bis 50 mm, insbesondere von 20-50 mm. Dadurch wird der Übergangsbereich zwischen der Fahrzeugtür und den angrenzenden Karosseriebereichen vor dem Eintritt von Projektilen geschützt.
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Die Fahrzeugtür ist anforderungsgerecht konturiert und geformt und kann insbesondere auch mit Versteifungssicken versehen werden. Die verwendete Stahllegierung besitzt insbesondere eine Streckgrenze in einem Bereich von 700 - 950 MPa bei einer Dehnung A von mindestens 13%.
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Der gewählte Kohlenstoffanteil der Stahllegierung dient zum Erreichen der entsprechenden Härte bei der Umwandlung des Gefüges von Austenit zu Martensit während des Presshärtens. Mangan erhöht die Festigkeit und die Durchhärtbarkeit. Die niedrigen Gehalte von Verunreinigungen, z.B. von Phosphor und Schwefel, bewirken eine höhere Reinheit der Korngrenzen. Molybdän wirkt sich positiv auf die Festigkeit des Werkstoffes aus. Chrom hat einen positiven Einfluss auf die Härtbarkeit. Nickel erhöht die Zähigkeit und verbessert ebenfalls die Härtbarkeit. Bor wirkt sich positiv auf die Durchhärtbarkeit aus.
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Die erfindungsgemäße Fahrzeugtür weist insbesondere Bereiche auf, die einen Umformgrad in einem Bereich von 5 - 20% haben. Diese Bereiche befinden sich insbesondere im Bereich des Scheibenrahmens, der einen vorzugsweise umlaufenden Kragenrand hat. Ein solcher Kragenrand kann sich in den an den Scheibenrahmen unten angrenzenden Flächenabschnitt der Fahrzeugtür fortsetzen. Der Kragenrand kann eine durch Umformung erreichte Tiefe in einem Bereich von 10 - 75 mm und insbesondere im Bereich von 20 - 50 mm haben. Besonders hohe Umformgrade ergeben sich im unteren Eckbereich des unteren Flächenabschnittes. Hier folgt der Kragenrand der z.B. um 90° abknickenden Randkontur der Fahrzeugtür.
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Die erfindungsgemäße Fahrzeugtür besitzt vorzugsweise eine Stahllegierung mit einem Kohlenstoffanteil von 0,34-0,37 Gew.-%. Das Kohlenstoffäquivalent Ceq liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,7-0,95 Gew.-% und insbesondere in einem Bereich von 0,75-0,90 Gew.-%. Das Kohlenstoffäquivalent Ceq berechnet sich nach folgender Gleichung: Ceq = C + Mn/6 + (Cu + Ni)/15 + (CR + Mo + V)/5. Das warmgeformte und pressgehärtete Bauteil, d. h. die Fahrzeugtür, besitzt insbesondere eine vollständig martensitische Mikrostruktur, ist also vollständig durchgehärtet.
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Bevorzugt besitzt die Stahllegierung 0,8-1,0 Gew.-% Mangan, insbesondere 0,7-0,9 Gew.-% Chrom, bevorzugt 1,6-1,8 Gew.-% Nickel, insbesondere 0,3-0,4 Gew.-% Molybdän und vorzugsweise 0,01-0,05 Gew.-% Aluminium sowie bevorzugt 0,03-0,04 Gew.-% Niob. Je nach Beschussklasse, der eine solche Fahrzeugtür standhalten soll, können die Wanddicken deutlich größer als 6 mm gewählt werden und insbesondere zwischen 8 und 11 mm betragen. Die Wanddicke wird in Abhängigkeit von der Beschussklasse gewählt und insbesondere in Abhängigkeit davon, ob ein Fahrzeug gegen Weichkerngeschosse oder Hartkernmunition geschützt werden soll. Bei Weichkerngeschossen kann die Wanddicke reduziert sein. Maßgeblich ist für die Wahl der Wanddicke, dass der verwendete Stahl eine zum benötigten Energieverzehr hinreichende Duktilität bei gleichzeitig hoher Härte aufweist. Ergänzend sollte die Wanddicke der Fahrzeugtür aus Gewichtsgründen grundsätzlich möglichst gering sein.
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Durch das Presshärten können relativ enge Winkeltoleranzen eingehalten werden. Insbesondere ist im Übergang zwischen dem Scheibenrahmen und/oder dem unteren Flächenabschnitt ein abgewinkelter Bereich ausgebildet. Die Abwinkelung zwischen Scheibenrahmen und unterem Flächenabschnitt beträgt vorzugsweise 1° bis 15°, insbesondere 2° bis 10°. Die Fahrzeugtür ist in der Einbaulage dadurch im mittleren Bereich gewissermaßen etwas nach außen gestellt bzw. bei senkrechter Position des unteren Flächenabschnitts ist das obere Ende des Scheibenrahmens etwas zur Fahrzeugmitte geneigt. Durch das Presshärten kann eine so hohe Fertigungsgenauigkeit erreicht werden, dass die Außenseite der so aus der Blechplatine hergestellten Fahrzeugtür auch unmittelbar als lackierte Sichtseite dienen kann.
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Eine Knicklinie, entlang derer die Abwinklung verläuft, befindet sich bevorzugt ein einem Bereich von 50% bis 80% der Höhe des unteren Flächenabschnitts, wobei die Höhe des unteren Flächenabschnitts von Unterkante der Fahrzeugtür in der Einbausituation gemessen wird. Die Knicklinie befindet sich daher in einem Abstand von 20 % bis 50% der besagten Höhe von dem Scheibenrahmen und in entsprechenden Abstand von der Öffnung im Scheibenrahmen.
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An der Außenseite sind insbesondere die notwendigen Bedienungselemente, wie ein Türgriff oder auch Türscharniere, insbesondere mechanisch befestigt, um jegliche Schwächung durch Wärmeeinfluss zu vermeiden. Insbesondere bei geringeren Wanddicken kann zusätzlich wenigstens eine Verstärkungssicke in dem unteren Flächenabschnitt angeordnet sein. Es können mehrere Verstärkungssicken oder auch sich kreuzende Verstärkungssicken (X-Form) in der Fahrzeugtür ausgebildet werden. Die wenigstens eine Verstärkungssicke kann sich über die Knicklinie hinweg beiderseits der Knicklinie erstrecken.
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Zur Erhöhung der Variabilität für bestimmte Anwendungsfälle kann es erforderlich sein, dass an dem Scheibenrahmen und/oder am Flächenabschnitt, der an den Scheibenrahmen grenzt, ein Verstärkungskragen angeschweißt ist, der zur Öffnung in der Fahrzeugtür orientiert ist. Dieser Verstärkungskragen kann erforderlich sein, um eine Anpassung an unterschiedliche Scheiben bzw. Fensteröffnungen vorzunehmen. Ein solcher Verstärkungskragen wird allerdings nur dann eingesetzt, wenn ein bestimmter Bereich nicht durch Umformung mittels Tiefziehen und Presshärten hergestellt werden kann.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in rein schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine erste Ausführungsform einer Fahrzeugtür mit Schnitten entlang der Linien A-A, B-B, C-C und D-D;
- 2 eine weitere Ausführungsform einer Fahrzeugtür mit Schnitten entlang der Linien A-A, B-B, C-C und D-D;
- 3 eine dritte Ausführungsform einer Fahrzeugtür mit Schnitten entlang der Linien A-A, C-C und D-D und
- 4 eine vierte Ausführungsform einer Fahrzeugtür mit Schnitten entlang der Linien A-A und C-C.
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Die
1 zeigt in einer Seitenansicht eine warmgeformte und pressgehärtete Fahrzeugtür 1. Sie besteht aus einem Mangan-Bor-Stahl, der neben Eisen und unvermeidbaren Verunreinigungen folgende Legierungsprozente in Gew.-% umfasst:
| Kohlenstoff | 0,34 | - | 0,37 |
| Silizium | 0,35 | - | 0,45 |
| Mangan | 0,8 | - | 0,9 |
| Phosphor | | max. | 0,015 |
| Schwefel | | max. | 0,002 |
| Aluminium | 0,01 | - | 0,04 |
| Bor | 0,002 | - | 0,004 |
| Chrom | 0,7 | - | 0,85 |
| Kupfer | | max. | 0,12 |
| Stickstoff | | max. | 0,005 |
| Niob | 0,03 | - | 0,04 |
| Nickel | 1,6 | - | 1,75 |
| Titan | 0,015 | - | 0,025 |
| Molybdän | 0,3 | - | 0,4 |
| Zinn | | max. | 0,04. |
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Es handelt sich um einen Panzerstahl mit einem Nickelanteil von mindestens 1,5 Gew.-%, um eine ausreichende Zähigkeit bei Ansprengung und Beschusssicherheit sicherzustellen. Ein Molybdängehalt von mindestens 0,2 Gew.-% dient zur Herstellung der notwendigen Festigkeit und gleichzeitig zur Herstellung der Durchhärtbarkeit zum Erreichen einer feinen Mikrostruktur. Molybdän dient als Umwandlungsverzögerer, so dass sich im ZTU-Diagramm die Abkühlkurve nach rechts verschiebt, und somit mehr Zeit für das Härten zur Verfügung steht, so dass der Stahl insgesamt ein feines martensitisches Gefüge aufweist. Der Stahl besitzt eine Brinellhärte von 550 HB bei einer Streckgrenze von 1.200-1.450 MPa.
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Die aus einer einzigen Blechplatine einteilig hergestellte Fahrzeugtür 1 besitzt eine Öffnung 2, die von einem Scheibenrahmen 3 umgeben ist und an ihrer Unterseite von einem Flächenabschnitt 4 begrenzt ist. Die 1 zeigt links die Außenseite 5 der Fahrzeugtür 1. Es kann sich beispielsweise um eine linksseitige Fahrzeugtür 1 eines Kraftfahrzeuges handeln. Sie wird über ein schematisch dargestelltes Türscharnier 6 (Schnitt C-C) mit der Karosserie des Kraftfahrzeugs verbunden. Ferner ist aus der Seitenansicht zu erkennen, dass im Bereich des Flächenabschnittes 4 eine im Wesentlichen U-förmig verlaufende Verstärkungssicke 7 angeordnet ist, die zur Versteifung der Fahrzeugtür 1 dient.
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Der Schnitt entlang der Linie A-A zeigt, dass die Fahrzeugtür 1 sowohl im Bereich des oberen Endes der Schnittebene als auch im Bereich des unteren Endes der Schnittebene einen Kragenrand 8 aufweist, der jeweils vorzugsweise 50°, insbesondere mindestens 70° und bei diesem Beispiel 90° umgestellt ist und dadurch eine Vertiefung 9 mit einer Tiefe T1 in der Fahrzeugtür 1 bildet. Die Vertiefung 9 wird durch das Warmumformen hergestellt. Durch das Formen des Kragenrandes 8 entstehen gekrümmte Bereiche 11, 12 mit einem Krümmungsradius R1, R2. Die Krümmungsradien R1, R2 betragen das 1- bis 3-Fache der Wanddicke. Die Wanddicke eines solchen Bauteils beträgt mindestens 6 mm. Die Wanddicke ist über die gesamte Fläche der Fahrzeugtür 1 im Wesentlichen konstant. Abweichungen können sich im Bereich der gekrümmten Bereiche 11, 12 aufgrund der Zug-Druckumformung während der Warmumformung ergeben. Der Umformgrad in diesen Bereichen beträgt 5-20%. Die Tiefe T1 liegt vorzugsweise in einem Bereich zwischen 10 und 75 mm und insbesondere in einem Bereich zwischen 20 - 50 mm.
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Die Schnittdarstellung entlang der Linie B-B zeigt den Schnitt durch den Scheibenrahmen 3 sowie durch den Flächenabschnitt 4. Die Verstärkungssicke 7 ist als in Richtung zum Fahrzeuginneren gerichtete, d. h. von der Außenseite der Fahrzeugtür 1 weg gerichtete Einprägung zu erkennen. Zudem befindet sich angrenzend an die Öffnung 2 für das Fenster bzw. die Scheibe ein nach innen, d. h. zu einer Innenseite 13 der Fahrzeugtür 1 gerichteter Kragen 14 mit einer Tiefe T2.
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Der Kragen 14 dient als Anlagefläche für eine nicht näher dargestellte Scheibe. Alternativ kann die Verstärkungssicke auch nach außen, d.h. zu einer Außenseite des Fahrzeugs weisen, also vom Fahrzeug weg gerichtet sein. Die Sicke kann einen X-förmigen Verlauf haben.
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Die Schnittdarstellung entlang der Linie C-C zeigt, dass das Türscharnier 6 nicht durch Schweißen, sondern mechanisch befestigt werden soll. Es werden Öffnungen für Schraubbolzen in einem Anbindungsbereich 21 für das Türscharnier 6 hergestellt und Schraubbolzen eingesetzt.
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Auch in der Nähe des Türscharniers ist ein relativ tiefer Kragenrand 15 mit der Tiefe T3 zu erkennen. Auf der dem Anbindungsbereich 21 gegenüberliegenden Seite des Flächenabschnittes 4 ist ein Kragenrand 16 ausgebildet, der eine erkennbar geringere Tiefe aufweist. Im mittleren Bereich des im Übrigen ebenen Flächenabschnittes 4 verläuft die nach innen zur Innenseite 13 der Fahrzeugtür 1 gerichtete Verstärkungssicke 7.
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Die Schnittdarstellung entlang der Linie D-D zeigt einen Horizontalschnitt durch das untere Drittel des Scheibenrahmens 3. Erkennbar ist auch hier der Kragen 14 angeformt, der bereits im Zusammenhang mit der Schnittdarstellung B-B erläutert wurde. Auch hier dient der Kragen 14 zur Abstützung einer Scheibe (nicht dargestellt), die in der Öffnung 2 aufgenommen ist. Eine Tiefe T4 des randseitig äußeren Kragenrandes 17 ist etwas geringer als im Bereich des Türscharniers 6. Die Tiefe des Kragenrandes kann über den randseitigen Verlauf der Fahrzeugtür 1 anforderungsgerecht variieren. Die Fahrzeugtür 1 weist keine Schweißnähte auf.
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Für die Ausführungsformen der 2 bis 4 werden für im Wesentlichen baugleiche Komponenten dieselben Bezugszeichen verwendet, die zu 1 eingeführt worden sind. Es wird auf die dortige Erläuterung verwiesen. Nachfolgend werden lediglich die Unterschiede zu der Ausführungsform der 1 erklärt. Im Übrigen gelten die Erläuterungen der 1 auch für die 2 bis 4.
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Die Ausführungsform der 2 zeigt in dem unteren Flächenabschnitt 4 keine Verstärkungssicke. In der 2 ganz links sind diejenigen Bereiche 10 grob umrissen, die besonders hohe lokale Umformgrade aufweisen. Es handelt sich um die unteren Eckbereiche, in denen der umlaufende Kragenrand selbst noch einmal um etwa 90° abgewinkelt werden muss. Durch den Entfall der Verstärkungssicke 7 ist der untere Flächenabschnitt 4 im Wesentlichen eben. Die Schnittdarstellung gemäß der Linie B-B zeigt, dass der untere Flächenabschnitt 4 lediglich eine leichte Vertiefung 18 im mittleren Bereich mit gerundeten Übergängen zu den im Übrigen ebenen Bereichen der Außenseite 5 aufweist. Die Vertiefung 18 ist großflächiger und weniger tief, also insgesamt weniger konturiert als die eher rinnenförmige Verstärkungssicke 7 mit ihrem U-förmigen Verlauf.
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Ein weiterer Unterschied gegenüber der Ausführungsform der 1 ist, dass im Bereich der Öffnung 2 ein Verstärkungskragen 19 eingeschweißt ist. Der Verstärkungskragen 19 ist dort angeordnet, wo in 1 ein aus dem Material der Blechplatine warmgeformter Kragenrand angeordnet ist. Durch das Anschweißen eines separat gefertigten Verstärkungskragens 19 lassen sich leichter Anpassungen im Bereich der Scheibenöffnungen vornehmen, z.B. zur Berücksichtigung unterschiedlicher Scheiben oder auch Beschussklassen, ohne dass unterschiedliche Warmform- und Presshärtewerkzeug zur Herstellung der Fahrzeugtür für dieses Einzelmerkmal hergestellt werden müssten. Die Schnittdarstellung entlang der Linie D-D zeigt ebenfalls den Verstärkungskragen 19 als vollständig umlaufendes Bauteil um die Öffnung 2 in der Fahrzeugtür 1 bzw. im Scheibenrahmen 3.
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Das Ausführungsbeispiel der 3 unterscheidet sich von demjenigen der 1 und 2 dadurch, dass die Fahrzeugtür 1 einen Knick entlang einer horizontalen Knicklinie 20 aufweist, wodurch der obere Bereich der Fahrzeugtür 1, d. h. der Bereich der den Scheibenrahmen 3 umfasst, gegenüber dem Flächenabschnitt 4 um einen Winkel W1 von ca. 2-10° abgewinkelt ist. Dadurch wird die Vertiefung 9 gegenüber dem Ausführungsbeispiel der 1 im mittleren Bereich noch einmal vergrößert. Die Knicklinie 20 befindet sich näher an der Öffnung 2, als einer Unterkante 22. Der untere Flächenabschnitt 4 besitzt einen Höhe H1 von der Unterkante 22 bis zur Öffnung 2. Die Knicklinie 20 befindet sich etwa bei 80% der von der Unterkante 22 gemessenen Höhe H1.
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Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2 sind im unteren Türbereich keine Verstärkungssicken 7 oder weitere Vertiefungen 18 ausgebildet.
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Genau wie bei dem Ausführungsbeispiel der 2 ist an der Öffnung 2 im Scheibenrahmen 3 der zu 2 beschriebene Verstärkungskragen 19 angeordnet, der die Öffnung 2 der Fahrzeugtür 1 umgibt.
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Das Ausführungsbeispiel der 4 zeigt eine Fahrzeugtür 1 ohne Öffnung, ohne Verstärkungssicke und ohne Knicklinie. Die Fahrzeugtür 1 besitzt einen Anbindungsbereich 21 im unteren Flächenabschnitt 4. Der Anbindungsbereich 21 ist leicht zur Außenseite 5 der Fahrzeugtür 1 ausgestellt, wie es die Schnitte A-A und C-C zeigen. Der im Wesentlichen rechteckige und flache Anbindungsbereich 21 grenzt mit seiner Schmalseite an den abgewinkelten Kragenrand 15. Die Übergänge 23 zum ebenen Anbindungsbereich sind S-förmig gekrümmt und daher fließend gestaltet. Im Übrigen wird auf die Beschreibung zu 2 Bezug genommen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeugtür
- 2
- Öffnung in 1
- 3
- Scheibenrahmen
- 4
- Flächenabschnitt von 1
- 5
- Außenseite von 1
- 6
- Türscharnier
- 7
- Verstärkungssicke
- 8
- Kragenrand an 1
- 9
- Vertiefung in 1
- 10
- Bereich mit hohem Umformgrad
- 11
- gekrümmter Bereich
- 12
- gekrümmter Bereich
- 13
- Innenseite von 1
- 14
- Verstärkungskragen an 2
- 15
- Kragenrand von 4
- 16
- Kragenrand von 4
- 17
- Kragenrand von 3
- 18
- Vertiefung in 4
- 19
- Verstärkungskragen an 3
- 20
- Knicklinie von 1
- 21
- Anbindungsbereich von 6
- 22
- Unterkante von 4
- 23
- Übergang zu 21
- H1
- Höhe von 4
- T1
- Tiefe von 9
- T2
- Tiefe an 3
- T3
- Tiefe von 15
- T4
- Tiefe von 17
- R1
- Krümmungsradius
- R2
- Krümmungsradius
- W1
- Winkel zwischen 3 und 4
