DE102022123759A1 - Strukturelement für einen Sicherheitsaufbau - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Strukturelement (11) für einen Sicherheitsaufbau, mit einem Hohlteil (10), das einen Aufnahmebereich (15) aufweist der mittels eines oder mehreren Wandelementen (12, 13, 14) des Hohlteils (10) zumindest bereichsweise begrenzt ist, wobei der Aufnahmebereich (15) einen Verbundwerkstoff aufnimmt, wobei der Verbundwerkstoff Hartstoffpartikel (16) aufweist, wobei zumindest ein Teil benachbarter Hartstoffpartikel (16) mittels eines Lotmaterials (16.1) im Bereich von Verbindungsabschnitten (16.2) miteinander verbunden sind, und wobei zumindest ein Teil benachbarter Hartstoffartikel (16) zumindest bereichsweise zueinander unter Bildung von Abstandsbereichen beabstandet angeordnet sind. Für dieses Strukturelement (11) ergibt sich eine hohe Angriffssicherheit gegenüber Bohr- und Trennwerkzeugen sowie gleichzeitig ein relativ geringes Eigengewicht dann, wenn vorgesehen ist, dass zumindest ein Teil der Abstandsbereiche mittels einer Verbindungsschicht (16.2) ausgefüllt ist, wobei die Verbindungsschicht (16.2) die benachbarte Hartstoffelement (16) stoffschlüssig miteinander verbindet.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Strukturelement für einen Sicherheitsaufbau, mit einem Hohlteil, das einen Aufnahmebereich aufweist, der mittels zumindest einem Wandelement zumindest bereichsweise begrenzt ist, wobei der Aufnahmebereich einen Verbundwerkstoff aufnimmt, wobei der Verbundwerkstoff Hartstoffpartikel aufweist, wobei zumindest ein Teil benachbarter Hartstoffpartikel mittels eines Lotmaterials im Bereich von Verbindungsabschnitten miteinander verbunden sind, und wobei zumindest ein Teil benachbarter Hartstoffartikel zumindest bereichsweise zueinander unter Bildung von Abstandsbereichen beabstandet angeordnet sind.
  • Aus der DE 36 30 429 C2 ist ein Wandelement für einen Strukturaufbau bekannt. Das Wandelement weist dabei zwei zueinander parallele Plattenelemente auf, die mittels einer Bewehrungsschicht miteinander verbunden sind. Die Bewehrungsschicht weist dabei Hartstoffelemente auf, wobei ein Teil der Hartstoffelemente metallisch und ein weiterer Teil der Hartstoffelemente nicht metallisch ist. Die Hartstoffelemente sind mittels einer Hartlotmasse, beispielsweise einem Kupferlot, einem Nickellot oder einem Gemisch dieser beiden Lotmaterialien miteinander verbunden.
  • Solche Wandelemente schützen vor einem Angriff und einer Durchdringung mittels umformenden oder trennenden Werkzeugen, insbesondere Schneid- oder Bohrwerkzeugen. Weiterhin bieten sie einen Schutz vor thermischen Angriff durch Schneid- oder Schmelzwerkzeuge. Problematisch ist bei diesen Wandelementen das relativ hohe Eigengewicht, sodass sich solche Bauteile für leicht handhabbare Gegenstände, wie beispielsweise Schlösser oder Ketten nicht ohne weiteres verwenden lassen.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Strukturelement bereitzustellen, welches einen guten Schutz insbesondere gegen Angriff mittels Schneid- oder Bohrwerkzeugen bietet, wobei gleichzeitig ein gegenüber dem Stand der Technik reduziertes Eigengewicht verwirklicht werden kann.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass zumindest ein Teil der Abstandsbereiche zumindest bereichsweise mittels einer Verbindungsschicht ausgefüllt ist, wobei die Verbindungsschicht benachbarte Hartstoffelemente stoffschlüssig miteinander verbindet. Die Verbindungsschicht kann dabei beispielsweise ein spezifisches Gewicht aufweisen, welches kleiner ist als das spezifische Gewicht des verwendeten Lotmaterials. Hierdurch ist eine deutliche Gewichtsreduzierung möglich. Gleichzeitig wird dabei der Schutz gegen Angriff mittels Schneid- oder Bohrwerkzeugen nicht verringert. Die Hartstoffpartikel, welche über das Lotmaterial miteinander verbunden sind, widerstehen den angreifenden Werkzeugen ausreichend stark.
  • Gemäß der Erfindung kann es zusätzlich oder alternativ auch vorgesehen sein, dass zumindest ein Teil der Abstandsbereiche zumindest teilweise mittels eines rieselfähigen Stoffes ausgefüllt ist. Als rieselfähiger Stoff kann jeglicher Stoff eingesetzt werden, der geeignet ist das angreifende Werkzeug ausreichend stark zu schädigen. Beispielsweise kann Sand und/oder Keramikpulver in die Abstandsbereiche eingefüllt sein.
  • Zusätzlich oder alternativ kann es auch vorgesehen sein, dass das Material, welches die Verbindungsschicht bildet, derart beschaffen ist, dass es eine höhere Verschleißfestigkeit aufweist, als das Lotmaterial, welches die Hartstoff-Partikel miteinander verbindet. Durch die verbesserte Verschleißfestigkeit wird dem angreifenden Bohr- oder Schneidwerkzeug ein höherer Verschleißwiderstand entgegengesetzt, sodass der Schutz gegen Durchbruch deutlich verbessert wird.
  • Eine denkbare Erfindungsvariante ist dergestalt, dass das Hohlteil von einem Stahlteil gebildet ist, bei dem die Wandelemente einteilig miteinander verbunden sind, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass das Stahlteil vollständig oder zumindest teilweise von einem Hohlprofilabschnitt gebildet ist, oder bei dem die Wandelemente mittels einer Verbindung miteinander gekoppelt sind.
  • Der Stahlwerkstoff bietet einen zusätzlichen Angriffsschutz, wobei er insbesondere dann gut vor Durchdringung schützt, wenn das Hohlteil aus einem gehärteten Stahlwerkstoff oder aus Edelstahl besteht. Vorteilhafterweise ist das Hohlteil zumindest bereichsweise von einem Hohlprofilabschnitt gebildet. Hierdurch wird die Fertigung vereinfacht. Der Hohlprofilabschnitt kann mit den Hartstoffpartikeln, die beispielsweise in Form eines Granulat-Materials, insbesondere eines Split-Materials vorliegen können, befüllt werden. Dabei können die Hartstoffpartikel vorzugsweise bereits mit dem Lotmaterial beschichtet sein. Anschließend lässt sich das befüllte Hohlprofil einer Temperatur aussetzen, bei der das Lotmaterial schmilzt, sodass sich dann die Hartstoffpartikel der gewünschten Weise miteinander verbinden.
  • Im Rahmen der Erfindung kann es so sein, dass das Hohlteil den Aufnahmeraum in einem Querschnittsbereich umlaufend umgibt und/oder dass das Hohlteil einen Querschnittsbereich aufweist, in dem der Aufnahmebereich in Form einer nach außen offenen Eintiefung, insbesondere in Form einer Nut eingebracht ist. Umgibt das Hohlprofil den Aufnahmeraum umlaufend, so wird eine reproduzierbare und einfache Fertigung möglich, da dann die Hartstoffpartikel einfach in diesen Aufnahmebereich eingefüllt und hier die Schüttung in Form gehalten wird. Zudem schützt der Bereich des Hohlteils, der den Aufnahmebereich umgibt, von allen Seiten gegen Angriff. Auch wird hierdurch eine ansprechende Optik des Strukturelements erreicht. Denkbar ist es jedoch auch, dass der Aufnahmeraum nicht umlaufend von dem Hohlteil umgeben ist, sondern in Form einer nach außen offenen Eintiefung vorgesehen ist. Auch dann lässt sich die Schüttung aus Hartstoffpartikeln einfach in den Aufnahmeraum einbringen. Denkbar ist es, dass der Aufnahmeraum an seiner offenen Seite mittels einer Abdeckung überdeckt ist. Diese Abdeckung kann beispielsweise von einem separaten Bauteil gebildet sein. Denkbar ist es auch, dass die Abdeckung von einer aufgetragenen Schicht, beispielsweise einer Gussmasse, beispielsweise einer Kunststoffmasse, überdeckt ist.
  • Ein zusätzlicher Angriffsschutz lässt sich dann erreichen, wenn vorgesehen ist, dass zumindest eines der den Aufnahmebereich umgebenden Wandelemente von einem gehärteten Stahlwerkstoff gebildet ist. Vorzugsweise ist das gesamte Hohlteil von einem gehärteten Stahlwerkstoff gebildet.
  • Eine bevorzugte Erfindungsvariante ist dergestalt, dass die Hartstoffpartikel metallisch sind, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, dass die Hartstoffpartikel aufweisen oder bestehen aus Metallkarbid, insbesondere aus Wolframkarbid, Titancarbid, Tantalkarbid und/oder Niobkarbid, und/oder aus Metallnitrid, insbesondere Bornitrid und/oder aus polykristalinem Diamant und/oder aus Keramik, insbesondere Siliziumkarbid.
  • Vorzugsweise kann es vorgesehen sein, dass die Hartstoffpartikel als Bruchstücke ausgebildet sind, mit vorzugsweise zueinander nicht parallelen Bruchflächen, wobei die Anzahl der zueinander nicht parallelen Bruchflächen eines Hartstoffpartikels mindesten 5 und vorzugsweise maximal 20 beträgt. Bei derartigen Geometrien bilden sich an der Oberfläche der Hartstoffpartikel scharfkantige Bereiche. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass diese scharfkantigen Bereiche die Trennscheibe eines Trennschneiders an ihrem Außenumfang zerstören. Insbesondere wird die Binderschicht der Trennscheibe hierdurch zerstört. Dies erhöht den Angriffsschutz deutlich.
  • Die Hartstoffpartikel lassen sich dann geeignet miteinander verbinden, und in einem matrixförmigen Strukturverband halten, wenn vorgesehen ist, dass das Lotmaterial als Kupferlot oder als Nickellot ausgebildet ist.
  • Besonders bevorzugt kann es nach der Erfindung vorgesehen sein, dass die Verbindungsschicht von einem Klebstoff, insbesondere einem Zweikomponentenklebstoff gebildet ist, vorzugsweise von einem Graphitkleber gebildet ist. Der Klebstoff weist im Verhältnis zu den Hartstoffpartikeln ein relativ geringes Eigengewicht auf, sodass das Gesamtgewicht des Strukturelements vorteilhaft gering gehalten werden kann. Zudem kann der Klebstoff so modifiziert werden, dass er den angreifenden Bohrwerkzeugen oder Schneidwerkzeugen einen zusätzlichen Angriffswiderstand entgegenstellt. Es hat sich gezeigt, dass eine Verbesserung des Angriffsschutzes dann erfolgen kann, wenn der Klebstoff hochtemperaturfest ist. Dies kann im Rahmen der Erfindung beispielsweise bedeuten, dass der Klebstoff bis mindestens 800 °C, vorzugsweise bis 900 °C besonders bevorzugt bis mindestens 1000 °C temperaturfest ist. Wird das Strukturelement einem Angriff durch ein Bohr- oder Schneidwerkzeug ausgesetzt, so entstehen dabei, durch die auftretende Reibung hohe Temperaturen an der Angriffsstelle. Dadurch dass der Klebstoff auch Temperatur fest ist, werden diese Temperaturen zuverlässig abgeleitet, ohne dass der Strukturverband, der durch die schützenden Hartstoffpartikel und den Klebstoff gebildet ist, maßgeblich beeinträchtigt wird. Abgetragenes Klebstoffmaterial bewirkt zusätzlich eine Verschmierung des angreifenden Werkzeugs an dessen Schneidgeometrie, was die Schneidwirkung herabsetzt.
  • Für die stoffschlüssige Verbindungsschicht können auch Harze, Leime, Polymere oder sonstige Materialien zum Einsatz kommen, die geeignet sind ein Verkleben der Trennscheibe, die für den Angriff auf das Strukturelement genutzt wird, zu fördern.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass anstelle oder zusätzlich zu der stoffschlüssigen Verbindung ein rieselfähiger Stoff in zumindest einem Teil der Abstandsbereiche angeordnet ist. Als rieselfähige Stoffe können beispielsweise abrasive Materialien wie Sand oder Keramik verwendet werden. Diese Materialien fördern den Verschleiß der Trennscheibe. Insbesondere kann es so sein, dass die rieselfähigen Stoffe zumindest teilweise in die stoffschlüssige Verbindung eingebunden sind, bspw. als Füllstoff. Allerdings kann auch vorgesehen sein, dass der rieselfähige Stoff keine stoffschlüssige Verbindung eingeht. Er kann im Rahmen der Erfindung zusätzlich oder alternativ zu der stoffschlüssigen Verbindung vorliegen.
  • Vorzugsweise ist es so, dass im Grenzbereich zwischen dem Hohlteil und den angrenzenden Hartstoffpartikeln zumindest einige der Hartstoffpartikel mit dem Hohlteil stoffschlüssig verbunden sind. Dies verbessert den Angriffschutz auch dann, wenn mit Schlagwerkzeugen und Bohr- oder Schneidwerkzeug kombiniert angegriffen wird. Die stoffschlüssige Verbindung kann beispielsweise durch das Lotmaterial und/oder die Verbindungsschicht erfolgen, sodass sich ein geringer Teileaufwand ergibt.
  • Besonders bevorzugt kann es vorgesehen sein, dass die mittlere Korngröße der Hartstoffpartikel im Bereich zwischen 1,7 mm und 2,4 mm beträgt. Hierdurch ergibt sich eine dichte Packung der Hartstoffpartikel, die überraschenderweise zu einem hohen Angriffsschutz führt.
  • Eine besonders geeignete Verwendung des Strukturelements ergibt sich dann, wenn es als Bügel eines Bügelschlosses, als Kettenglied einer Kette, als Gitterstab, als Tresorbauteil, als Briefkastenbauteil oder als Türbauteil gestaltet ist.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Strukturelements kann dadurch gekennzeichnet sein, dass mit Lotmaterial beschichtete Hartstoffpartikel in den Aufnahmebereich des Hohlteils gefüllt werden, dass dann unter Temperatureinwirkung das Lotmaterial in einen flüssigen oder pastösen Zustand überführt wird und dass anschließend die Temperatur abgesenkt wird, um wenigstens einen Teil der Hartstoffpartikel mittels des Lotmaterials stoffschlüssig derart miteinander zu verbinden, dass zumindest zwischen einem Teil der Hartstoffpartikel die Abstandsbereiche gebildet sind. Die Verwendung von bereits mit Lotmaterial beschichteten Hartstoffpartikeln ermöglicht eine einfache Fertigung. So können die Hartstoffpartikel, beispielsweise in Form einer Splitt-Schüttung in das Hohlteil eingefüllt werden, wobei sich eine gute Verteilung im Hohlteil ergibt. Anschließend kann das Lotmaterial unter Temperatureinwirkung in einen Schmelzzustand versetzt werden, der eine Verbindung der Hartstoffpartikel miteinander ermöglicht, um hierdurch eine Matrix zu schaffen, die die Abstandsbereiche zwischen den Hartstoff Partikeln bildet. Bedarfsweise kann, wie dies oben bereits beschrieben wurde, die Matrix dann mit einem Verbindungsmaterials zu Bildung einer Verbindungsschicht befüllt werden.
  • Wenn vorgesehen ist, dass der Prozessschritt der Temperaturabsenkung in Form einer Abschreckung, vorzugsweise im einem Ölbad oder einer Wasseremulsion oder einem Wasserbad, durchgeführt wird, dann kann das Hohlteil, wenn es aus einem Stahlwerkstoff besteht, durch eine Abschreckhärtung gehärtet werden, wobei für diesen Härtungs-Vorgang vorteilhaft die Energie des Lötschritts für die Härtung genutzt wird, ohne dass eine separate und erneute Aufheizung des Hohlteils erforderlich wird.
  • Wie dies oben bereits angedeutet wurde, kann die Verfahrensführung auch vorteilhaft so gesteuert sein, dass die Hartstoffpartikel mittels des Lotmaterials derart miteinander verbunden werden, dass sich mit den Verbindungsabschnitten eine Hohlmatrix bildet, und dass die Verbindungsabschnitte mittels eines Klebstoffs, insbesondere mit einem Zweikomponentenklebstoff, zumindest bereichsweise ausgefüllt werden, um die/eine Verbindungsschicht zu bilden, und dass der Klebstoff ausgehärtet wird.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 in Prinzipdarstellung eine Verfahrensführung zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Strukturelements,
    • 2 das gemäß der Verfahrensfolge nach 1 hergestellte Strukturelement in einer Testsituation,
    • 3 die Darstellung gemäß 2 in einer um 90° verdrehten Darstellung,
    • 4 die Darstellung gemäß 3 in einer fortgeschrittenen Testsituation,
    • 5 eine Detaildarstellung eines Strukturelements in schematischer Darstellung und
    • 6 in Seitenansicht ein Strukturelement in Form eines Bügels für ein Bügelschloss.
  • 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Verfahrensfolge zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Strukturelements 11. Zur Herstellung des Strukturelements 11 kommt ein Hohlteil 10 zum Einsatz, welches aus einem Stahlwerkstoff besteht. Das Hohlteil 10 kann beispielsweise von einem Hohlprofil gebildet sein, welches einen Aufnahmebereich 15 bildet. Dieser Aufnahmebereich 15 wird von Wandelementen 12, 13 und 17 umfangsseitig begrenzt. Dabei kann die Begrenzung des Aufnahmebereiches im Querschnitt des Hohlteils 10 umlaufend vorgenommen werden, wie die 1 bis 4 zeigen. Denkbar ist es jedoch auch, dass keine umlaufende Begrenzung vorgesehen ist, sondern der Aufnahmebereich 15 im Querschnitt nur bereichsweise von den Wandelementen 12, 13, 17 begrenzt und seitlich offen ist.
  • An einem längsseitigen Ende kann, das Hohlteil 10 seitlich mittels eines weiteren Wandelements 14 bodenseitig verschlossen sein. Gegenüberliegend dem bodenseitigen Wandelement 14 ist eine Öffnung vorgesehen, die Zugang zu dem Aufnahmebereich 15 schafft.
  • Denkbar ist es, dass das Hohlteil 10 von einem Hohlprofil-Abschnitt in der gewünschten Länge abgelängt wird. Beispielsweise kann der Querschnitt des Hohlteils 10 quadratisch, rechteckig, rund oder in sonstiger Weise geeignet geformt sein.
  • Das bodenseitige Wandelement 14 kann beispielsweise mit dem Hohlteil 10 in geeigneter Weise verbunden, beispielsweise verschweißt oder einteilig mit diesem ausgebildet, sein.
  • Wie 1 veranschaulicht, kann in den Aufnahmebereich 15 eine Schüttung, bestehend aus Hartstoffpartikeln 16, eingebracht werden. Die Hartstoffpartikel 16 werden dabei von Hartmetallpartikeln 16, insbesondere von Wolframkarbid-Teilchen gebildet. Denkbar ist es auch, dass zusätzlich oder alternativ zu den Wolframkarbid-Teilchen andere Karbide oder Nitride in Teilchenform vorhanden sind. Beispielsweise können Titankarbid, Tantalkarbide und/oder Bohrnitrit, etc. für die Hartstoffpartikel 16 verwendet werden. Vorzugsweise liegen die Hartstoffpartikel 16 mit einer mittleren Teilchengröße im Bereich zwischen 1,7 mm bis 2,4 mm vor. Besonders bevorzugt sind die Hartstoffpartikel 16 mit einem Lotmaterial 16.1, beispielsweise in Kupferform ummantelt. Die ummantelten Hartstoffpartikel 16 bilden ein splittförmiges und schüttfähiges Material.
  • Die Hartstoffpartikel 16 werden in den Aufnahmebereich 15 eingebracht, wobei der Aufnahmebereich 15 vollständig oder teilweise ausgefüllt werden kann. Dies veranschaulicht die zweite Darstellung von links in 1.
  • In der 3. Darstellung von links ist veranschaulicht, dass das mit den Hartstoffpartikeln 16 befüllte Hohlteil 10 erhitzt wird, bis das Lotmaterial 16.1, welches die Hartstoffpartikel 16 umgibt, schmilzt, um eine Verbindung zwischen benachbarten Hartstoffpartikeln 16 in Form von Verbindungsschichten 16.2 aus Lotmaterial 16.1 herzustellen, wie dies auch 5 veranschaulicht.
  • In der vierten Darstellung von links ist veranschaulicht, dass in einem anschließenden Prozessschritt das Hohlteil 10 abgekühlt wird, sodass das Lotmaterial 16.1 erstarrt und damit die feste Verbindung zwischen benachbarten Hartstoffpartikeln 16 hergestellt wird. In 5 ist dies näher verdeutlicht. Deutlich erkennbar bildet das Lotmaterial 16.1 die Verbindungsabschnitte 16.2 zwischen den einzelnen Hartstoffpartikeln 16. Weiterhin kann es so sein, dass das Lotmaterial 16.1 Verbindungsabschnitte 16.2 zu benachbarten Wandelementen 12, 13, 14 und/oder 17 herstellt, um eine feste Verbindung zwischen dem Hohlteil 10 und den Hartstoffpartikeln 16 herzustellen.
  • Vorzugsweise wird in diesen Abkühlschritt eine Abschreckhärtung integriert. Dabei wird das erwärmte Hohlteil 10 in ein Wasserbad oder in ein Ölbad eingetaucht und schlagartig abgekühlt. Hierdurch erfolgt eine Härtung der Wandelemente 12, 13, 14 und/oder 17.
  • Aufgrund der unregelmäßigen Außenkontur der Hartstoffpartikel 16 ergeben sich zwischen benachbarten Hartstoffpartikeln 16 Abstandsbereiche, die weder von Lotmaterial 16.1 noch von den Hartstoffpartikeln 16 befüllt sind. Es ergibt sich mithin eine matrixartige Struktur, die diese Abstandsbereiche als Hohlkammern aufweist.
  • In dem letzten Bild in 1 ist dargestellt, dass in den Aufnahmebereich 15 des Hohlteils 10 eine Verbindungsschicht 16.2 eingefüllt wird. Diese Verbindungsschicht 16.2 wird von einem Klebstoff gebildet, der flüssig in den Aufnahmebereich 15 über die geöffnete Seite des Hohlteils 10 eingefüllt wird. Die Verbindungsschicht 16.2 füllt die Abstandsbereiche zwischen den Hartstoffpartikeln 16 zumindest teilweise aus. Damit wird eine zusätzliche stoffschlüssige Verbindung zwischen benachbarten Hartstoffpartikeln 16 und/oder im Übergangsbereich zwischen Hartstoffpartikeln 16 und zumindest einem Teil der Wandelemente 12, 13, 14 und/oder 17 geschaffen.
  • Abschließend wird die Verbindungsschicht 16.2 ausgehärtet. Dann ergibt sich der in 5 schematisch dargestellte Strukturverband des Strukturelements 11.
  • 2 veranschaulicht schematisch eine Testsituation, bei der ein Angriff auf das gemäß 1 gefertigte Strukturelement 11 mittels einer Trennscheibe 20 durchgeführt wird.
  • Wie diese Darstellung veranschaulicht, erfolgt der Angriff über die Außenseite eines Wandelements 13 des Strukturelements 11. Wenn, wie dies oben erläutert wurde, das Wandelement 13 gehärtet ist, so stellt das Wandelement 13 der Trennscheibe 20 bereits einen hohen Angriffswiderstand entgegen. Eine Härtung eines Wandelements ist im Rahmen der Erfindung allerdings nicht zwingend erforderlich.
  • 3 veranschaulicht, dass die Durchdringung des Wandelements 13 bereits weiter fortgeschritten ist. In 4 trifft die Trennscheibe 20 dann auf die an das Wandelement 13 angrenzenden Hartstoffpartikel 16. Aufgrund der Härte der Hartstoffpartikel 16 wird die Trennscheibe 20 an ihrem Außenumfang geschädigt. Unterstützt wird diese Schädigung mit der gewählten Scharfkantigkeit der in Splittform vorliegenden Hartstoffpartikel. Insbesondere wird die Binderschicht der Trennscheibe hierdurch zerstört, was infolge eine rasche DurchmesserVerkleinerung der Trennscheibe 20 bewirkt.
  • Die Verbindungsschicht 19 hält die Hartstoffpartikel 16 zusätzlich zu der Verbindung, bewirkt durch das Lotmaterial 16.1 im Strukturverbund. Vorzugsweise ist die Verbindungsschicht 19 von einem Klebstoff gebildet, der eine hohe Warmfestigkeit aufweist.
  • Denkbar ist es, dass der Klebstoff von einem Graphitkleber gebildet ist. Die Verbindungsschicht 19 führt die beim Trennvorgang entstehende Reibwärme ab, so dass eine Erweichung der Verbindungsschicht 19, bewirkt durch das Lotmaterial 16.1 nicht stattfinden kann.
  • Diese Maßnahmen führen in Summe dazu, dass die Trennscheibe 20 bereits nach kurzer Dauer ihren maximalen Verschleißzustand erreicht hat und ausgewechselt werden muss. Eine neu angesetzte Trennscheibe 20 erleidet in kurzer Zeit das gleiche Schicksal, wie die zuvor eingesetzte Trennscheibe 20.
  • In 6 ist ein denkbares Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Strukturelement 11 gezeigt. Das Strukturelement 11 bildet dabei den Bügel eines Bügelschlosses. Der Bügel weist hierzu zwei zueinander beabstandete Schenkel auf, die über einen Bogenabschnitt einteilig miteinander verbunden sind, um das Hohlteil 10 zu bilden. Das Hohlteil 10 ist mit einer Eintiefung versehen, die sich über die beiden Schenkel und den Bogenabschnitt durchgehend erstreckt. Diese nach außen offene Eintiefung ist in Form einer Nut ausgebildet und bildet dem Aufnahmebereich 15. In 6 ist die offene Seite der Nut dem Betrachter zugewandt ist. Die Eintiefung ist mit den Hartstoffpartikeln 16, dem Lotmaterial 16.1 und der Verbindungsschicht 19 in der oben beschriebenen Weise zumindest teilweise ausgefüllt.
  • An den freien Enden der Schenkel sind Bügelenden 18 gebildet. Diese Bügelenden sind in der aus dem Stand der Technik bekannten Weise geeignet ausgebildet und dienen dazu ein die beiden Bügelenden 18 verbindendes Verschlussstück aufzunehmen.
  • Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele zeigen mithin gemäß der Erfindung Strukturelemente 11 für einen Sicherheitsaufbau, mit einem Hohlteil 10, das einen Aufnahmebereich 15 aufweist, der mittels eines oder mehreren Wandelementen 12, 13, 14 des Hohlteils 10 zumindest bereichsweise begrenzt ist. Der Aufnahmebereich 15 nimmt einen Verbundwerkstoff auf, wobei der Verbundwerkstoff Hartstoffpartikel 16 aufweist, wobei zumindest ein Teil benachbarter Hartstoffpartikel 16 mittels eines Lotmaterials 16.1 im Bereich von Verbindungsabschnitten 16.2 miteinander verbunden sind. Zumindest ein Teil benachbarter Hartstoffartikel 16 ist bereichsweise zueinander unter Bildung von Abstandsbereichen beabstandet angeordnet. Wenigstens ein Teil der Abstandsbereiche ist mittels einer Verbindungsschicht 16.2 ausgefüllt, wobei die Verbindungsschicht 16.2 die benachbarte Hartstoffelement 16 stoffschlüssig miteinander verbindet.
  • 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
    • DE 3630429 C2 [0002]

Claims (13)

  1. Strukturelement (11) für einen Sicherheitsaufbau, mit einem Hohlteil (10), das einen Aufnahmebereich (15) aufweist der mittels eines oder mehreren Wandelementen (12, 13, 14) des Hohlteils (10) zumindest bereichsweise begrenzt ist, wobei der Aufnahmebereich (15) einen Verbundwerkstoff aufnimmt, wobei der Verbundwerkstoff Hartstoffpartikel (16) aufweist, wobei zumindest ein Teil benachbarter Hartstoffpartikel (16) mittels eines Lotmaterials (16.1) im Bereich von Verbindungsabschnitten (16.2) miteinander verbunden sind, und wobei zumindest ein Teil benachbarter Hartstoffartikel (16) zumindest bereichsweise zueinander unter Bildung von Abstandsbereichen beabstandet angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Abstandsbereiche zumindest bereichsweise mittels einer Verbindungsschicht (19) ausgefüllt ist, wobei die Verbindungsschicht (19) die benachbarte Hartstoffelement (16) stoffschlüssig miteinander verbindet, und/oder dass zumindest ein Teil der Abstandsbereiche zumindest teilweise mittels eines rieselfähigen Stoffes ausgefüllt ist.
  2. Strukturelement (11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlteil (10) von einem Stahlteil gebildet ist, bei dem die Wandelemente einteilig miteinander verbunden sind, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass das Stahlteil vollständig oder zumindest teilweise von einem Hohlprofilabschnitt gebildet ist, oder bei dem die Wandelemente (13) mittels einer Verbindung miteinander gekoppelt sind.
  3. Strukturelement (11) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlteil (10) den Aufnahmeraum (15) in einem Querschnittsbereich umlaufend umgibt und/oder dass das Hohlteil (10) einen Querschnittsbereich aufweist, in dem der Aufnahmebereich (15) in Form einer nach außen offenen Eintiefung, insbesondere in Form einer Nut eingebracht ist.
  4. Strukturelement (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der den Aufnahmebereich (15) umgebenden Wandelemente (12, 13, 14) von einem gehärteten Stahlwerkstoff gebildet ist.
  5. Strukturelement (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartstoffpartikel (16) metallisch sind, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, dass die Hartstoffpartikel aufweisen oder bestehen aus Metallkarbid, insbesondere Wolframkarbid, Titancarbid, Tantalkarbid und/oder Niobkarbid, und/oder aus Metallnitrid, insbesondere Bornitrid und/oder aus polykristalinem Diamant und/oder aus Keramik, insbesondere Siliziumkarbid, , wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass die Hartstoffpartikel (16) als Bruchstücke ausgebildet sind, mit zueinander nicht parallelen Bruchflächen, wobei die Anzahl der zueinander nicht parallelen Bruchflächen eines Hartstoffpartikels (16) mindesten 5 und vorzugsweise maximal 20 beträgt.
  6. Strukturelement (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Lotmaterial (16.1) als Kupferlot oder als Nickellot ausgebildet ist.
  7. Strukturelement (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsschicht (16.2) von einem Klebstoff, insbesondere einem Zweikomponentenklebstoff gebildet ist, vorzugsweise von einem Graphitkleber gebildet ist.
  8. Strukturelement (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsschicht (19) zumindest einige der Hartstoffpartikeln (16) mit dem Hohlteil (10) stoffschlüssig verbindet.
  9. Strukturelement (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Korngröße der Hartstoffpartikel (16) im Bereich zwischen 1,7 mm und 2,4 mm beträgt.
  10. Strukturelement (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es der Bügel eines Bügelschlosses, ein Kettenglied einer Kette ist, ein Gitterstab, ein Tresorbauteil, ein Briefkastenbauteil oder ein Türbauteil ist.
  11. Verfahren zur Herstellung eines Strukturelements (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mit Lotmaterial (16.1) beschichtete Hartstoffpartikel (16) in den Aufnahmebereich (15) des Hohlteils (10) gefüllt werden, dass dann unter Temperatureinwirkung das Lotmaterial (16.1) in einen flüssigen oder pastösen Zustand überführt wird und dass anschließend die Temperatur abgesenkt wird, um wenigstens einen Teil der Hartstoffpartikel (16) mittels des Lotmaterials (16.1) stoffschlüssig derart miteinander zu verbinden, dass zumindest zwischen einem Teil der Hartstoffpartikel (16) die Abstandsbereiche gebildet sind.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessschritt der Temperaturabsenkung in Form einer Abschreckung, vorzugsweise im einem Ölbad oder einer Wasseremulsion oder einem Wasserbad, durchgeführt wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartstoffpartikel (16) mittels des Lotmaterials (16.1) derart miteinander verbunden werden, dass sich mit den Verbindungsabschnitten (16.2) eine Hohlmatrix bildet, und dass die die Verbindungsabschnitte (16.2) mittels eines Klebstoffs, insbesondere mit einem Zweikomponentenklebstoff, zumindest bereichsweise ausgefüllt werden, um die/eine Verbindungsschicht (19) zu bilden, und dass der Klebstoff ausgehärtet wird.
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