MÜLLER, Markus (Dr.-Mertens-Weg 38a, Paderborn, 33102, DE)
ROSTEK, Wilfried (Arnold-Schlüter-Weg 37, Paderborn, 33100, DE)
MÜLLER, Markus (Dr.-Mertens-Weg 38a, Paderborn, 33102, DE)
Patentansprüche
1. Sicherungsschrank mit einem Gehäuse und einer an dem Gehäuse gelagerten Tür, wobei das Gehäuse und die Tür aus Metallplatten gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallplatten des Gehäuses und/oder der Tür aus einem Stahl mit folgender in Gewichtsprozent ausgedrückter Zusammensetzung bestehen:
Kohlenstoff 0,1 bis 0,5 %
Silizium 0,1 bis 1 ,0 %
Mangan 0,2 bis 2,0 %
Phosphor max.0,02 %
Schwefel max.0,02 %
Aluminium max.0,1 %
Kupfer max.0,5 %
Chrom 0,05 bis 18 %
Nickel max.2,0 %
Molybdän 0,1 bis 1 ,0 %
Bor 0,0005 bis 0,01 %
Wolfram 0,001 bis 1 ,0 %
Stickstoff max.0,05 %
Titan max.0,5 %
Vanadium max.0,5 %
Niob max.0,5 %
Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen, wobei die Metallplatten warmgeformt sind.
2. Sicherungsschrank gemäß Anspruch 1 , wobei der Stahl folgende in Gewichtsprozent ausgedrückte Zusammensetzung besitzt:
Kohlenstoff 0 ,2 bis 0,4 %
Silizium 0 ,1 bis 1 ,0 %
Mangan 0 ,5 bis 2,0 % Phosphor max.0,02 %
Schwefel max.0,02 %
Aluminium max.0,1 %
Kupfer max.0,5 %
Chrom 0,05 bis 0,5 %
Nickel max.2,0 %
Molybdän 0,1 bis 1 ,0 %
Bor 0,0008 bis 0,01 %
Wolfram 0,001 bis 1 ,0 %
Stickstoff max.0,05 %
Titan max.0,5 %
Vanadium max.0,5 %
Niob max.0,5 %
Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen.
3. Sicherungsschrank nach Anspruch 1 , wobei der Stahl folgende in Gewichtsprozent ausgedrückte Zusammensetzung besitzt:
Kohlenstoff 0,1 bis 0,5 %
Silizium 0,1 bis 1 ,0 %
Mangan 0,2 bis 2,0 %
Phosphor max.0,02 %
Schwefel max.0,02 %
Aluminium max.0,1 %
Kupfer max.0,5 %
Chrom 5 bis 18 %
Nickel max.2,0 %
Molybdän 0,1 bis 1 ,0 %
Bor 0,0005 bis 0,01 %
Wolfram 0,001 bis 1 ,0 %
Stickstoff max.0,05 %
Titan max.0,5 % Vanadium max.0,5 %
Niob max.0,5 %
Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen.
4. Sicherungsschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Titan bezogen auf den Stickstoff-Gehalt in einem Verhältnis von 3,0 bis 4,0, vorzugsweise in einem Verhältnis Titan/Stickstoff von 3,4 zulegiert ist.
5. Sicherungsschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallplatten eine Zugfestigkeit von 1200 bis 2000 MPa aufweisen.
6. Sicherungsschrank nach einem der Ansprüche 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallplatten eine Härte von 300 bis 600 HV30 aufweisen.
7. Sicherungsschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallplatten in ihrer Randschicht bis zu einer Tiefe von 2 mm einen Grenzkohlenstoffgehalt von bis zu 0,8 % aufweisen.
8. Sicherungsschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallplatten gehärtet und angelassen sind,
9. Sicherungsschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallplatten des Gehäuses stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
10. Sicherungsschrank nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoßfugen von miteinander verbundenen Metallplatten außerhalb von Eckbereichen des Gehäuses verlaufen.
11. Sicherungsschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse und/oder die Tür mehrlagig ausgebildet sind, wobei die Metallplatten eine Außenschale des Gehäuses und/oder der Tür bilden.
12.Sicherungsschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Metallplatten eine Innenschale des Gehäuses und/oder der Tür bilden.
13.Sicherungsschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallplatten eine Wandstärke zwischen 2,5 mm und 15 mm, vorzugsweise zwischen 4 mm und 6 mm besitzen.
14.Sicherungsschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallplatten eine steifigkeitserhöhende Struktur besitzen.
15.Sicherungsschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um einen Tresor, einen Stahlschrank, einen Wertschutzschrank oder einen Panzergeldschrank, insbesondere als Bestandteil eines Geldautomaten handelt. |
Sicherungsschrank
Die Erfindung betrifft einen Sicherungsschrank mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Sicherungsschränke, die auch als Safes, Tresore oder Panzerschränke, Stahlstränke oder Wertschutzschränke bezeichnet werden, zählen in vielfältiger Ausgestaltung zum Stand der Technik. Sicherungsschränke kommen auch bei Geldautomaten zum Einsatz. Geldautomaten bestehen in der Regel aus einem Industrie-Standard-PC mit angeschlossener Spezialperipherie und einem Sicherungsschrank, in dem das Bargeld in Kassetten aufbewahrt wird, um die Barmittel vor dem Zugriff durch Dritte zu schützen.
Ein solcher Sicherungsschrank besteht in der Regel aus ebenen Stahlplatten, die in den Ecken verschweißt werden. Der Korpus kann auch aus zwei oder mehrschichtigen Werkstoffkombinationen gebildet sein, um einen erhöhten
Schutz gegen mechanische und thermische Bedrohungen zu schaffen, wie beispielsweise durch Schneiden mittels Trennscheiben oder Brennschneiden.
Zu den üblichen Aufbrechverfahren durch Bohren oder Trennschneiden, gibt es im zunehmenden Maße Bedrohungen durch Sprengen. Dabei wird durch eine kleine öffnung brennbares Gas in das Innere des Sicherungsschranks eingeleitet und dann gezündet. Dadurch kommt es meist zu einer überbelastung der Türaufhängung und Verriegelung, so dass diese herausfliegt. Zudem kann sich der Korpus durch die hohen Drücke verformen, so dass die in den Ecken befindlichen Schweißnähte aufbrechen.
Konventionelle Sicherungsschränke haben zudem den Nachteil, dass sie durch eine hohe Wanddicke sehr schwer sind. Das kann einerseits gewünscht sein, um den Abtransport zu erschweren. Bei Geldautomaten ergeben sich jedoch Nachteile beim Aufstellen durch den wesentlich höheren Transportaufwand. Zudem wird ein möglichst großer Innenraum in Sicherungsschränken von Geldautomaten angestrebt, da die Geldlagerungskassetten und die komplexen Scheinfördersysteme viel Bauraum benötigen.
Zum technologischen Hintergrund zählt die DE 10 2005 014 298 A1 , die eine Panzerung für ein Fahrzeug offenbart.
Die DE 1 250 642 B beschreibt die Verwendung einer ausgehärteten Nickel- Chrom-Legierung mit verbesserten Festigkeitseigenschaften.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, einen Sicherungsschrank aufzuzeigen, welcher aus Metallplatten gefertigt wird, die einerseits eine geringe Wandstärke und damit eine Gewichtsreduzierung und Innenraummaximierung ermöglichen, zudem aber fertigungstechnisch so bearbeitet werden können, dass die Geometrie der Metallplatten auch an Sprengbelastungen angepasst werden kann, die von innen gegen den Sicherungsschrank wirken.
Diese Aufgabe ist bei einem Sicherungsschrank mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der erfindungsgemäße Sicherungsschrank zeichnet sich dadurch aus, dass die Metallplatten des Gehäuses und/oder der Tür aus einem Stahl mit folgender in Gewichtsprozent ausgedrückter Zusammensetzung bestehen:
Kohlenstoff 0,1 bis 0,5 %
Silizium 0,1 bis 1 ,0 %
Mangan 0,2 bis 2,0 %
Phosphor max.0,02 %
Schwefel max.0,02 %
Aluminium max.0,1 %
Kupfer max.0,5 %
Chrom 0,05 bis 18 %
Nickel max.2,0 %
Molybdän 0,1 bis 1 ,0 %
Bor 0,0005 bis 0,01 %
Wolfram 0,001 bis 1 ,0 %
Stickstoff max. 0,05 %
Titan max. 0,5 %
Vanadium max. 0,5 %
Niob max.0,5 %
Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen. Die Metallplatten werden dabei warmgeformt und in eine Kontur gebracht, um sie mit benachbarten Metallplatten zu dem Gehäuse des Sicherungsschrankes zu verschweißen.
Warmgeformte Vergütungsstähle zeichnen sich durch sehr hohe Härte und Zugfestigkeit aus. Dadurch besitzen diese Stähle einen erhöhten Bohrwiderstand, was eine Reduzierung der Wanddicke ermöglicht. Die durch die Erfindung mögliche Verringerung der Wanddicke führt bei unveränderten Außenmaßen zu einer Vergrößerung des Innenraums, was insbesondere bei
Sicherungsschränken für Geldautomaten von Vorteil ist. Durch das geringere Gewicht wird das Aufstellen des Geldautomaten deutlich erleichtert, da die Böden der Gebäude durch das geringere Gewicht deutlich weniger beansprucht werden. Dadurch können aufwendige bauseitige Verstärkungsmaßnahmen entfallen. Zudem ist der Transport durch das geringere Gewicht erheblich einfacher und günstiger. Da Sicherungsschränke von Geldautomaten durch Einmauern oder sonstige Verankerungen gesichert sind, ist ein reduziertes Gewicht des Sicherungsschranks nicht nachteilig für die Sicherheit.
Wenn hingegen keine Reduzierung der Wanddicke der Metallplatten gewünscht wird, erhöht sich durch die Verwendung der vorgeschlagenen Stahllegierung der Bohrwiderstand deutlich.
Die Metallplatten des Gehäuses und/oder der Tür bestehen vorzugsweise aus einem Stahl mit folgender, in Gewichtsprozent ausgedrückter Zusammensetzung:
Kohlenstoff 0,2 bis 0,4 %
Silizium 0,1 bis 1 ,0 %
Mangan 0,5 bis 2,0 %
Phosphor max.0,02 %
Schwefel max.0,02 %
Aluminium max.0,1 %
Kupfer max.0,5 %
Chrom 0,05 bis 0,5 %
Nickel max.2,0 %
Molybdän 0,1 bis 1 ,0 %
Bor 0,0008 bis 0,01 %
Wolfram 0,001 bis 1 ,0 %
Stickstoff max.0,05 %
Titan max.0,5 %
Vanadium max.0,5 %
Niob max.0,5 %
Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen.
Alternativ bestehen die Metallplatten des Gehäuses und/oder der Tür aus einem Stahl mit folgender in Gewichtsprozent ausgedrückter Zusammensetzung:
Kohlenstoff 0,1 bis 0,5 %
Silizium 0,1 bis 1 ,0 %
Mangan 0,2 bis 2,0 %
Phosphor max.0,02 %
Schwefel max.0,02 %
Aluminium max.0,1 %
Kupfer max.0,5 %
Chrom 5 bis 18 %
Nickel max.2,0 %
Molybdän 0,1 bis 1 ,0 %
Bor 0,0005 bis 0,01 %
Wolfram 0,001 bis 1 ,0 %
Stickstoff max.0,05 %
Titan max.0,5 %
Vanadium max.0,5 %
Niob max.0,5 %
Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen.
Die vorstehende Stahllegierung besitzt einen erhöhten Chromgehalt. Durch die hohe erzielbare Härte ist die Legierung gut geeignet gegen mechanische Angriffe. Durch den höheren Chromgehalt besitzt der Stahl einen besseren Widerstand gegen thermische Angriffe durch autogenes Brennschneiden oder ähnliches.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Metallplatten warmgeformt werden. Im bevorzugten Zustand werden die im Walzwerk gewalzten Tafeln im
ungehärteten, weichen Zustand verarbeitet und zur Formgebung durch Warmformen und Werkzeughärten in die gewünschte Struktur gebracht. Für den Warmformprozess wird die Platine vor dem letzten Umformschritt auf eine Temperatur über den AC3-Punkt erhitzt und anschließend in einem Pressenwerkzeug umgeformt, in welchem es bevorzugt auch gehärtet wird. Die Härtung im Werkzeug sollte soweit fortgeschritten sein, dass kein oder nur noch ein vernachlässigbarer Verzug beim öffnen des Werkzeugs eintritt. Es ist daher nicht zwingend notwendig, dass die Härtung bis zur Martensit-Finish- Temperatur im Werkzeug durchgeführt wird. Das weitere Abkühlen auf Raumtemperatur kann daher auch im geöffneten Werkzeug oder auch außerhalb des Werkzeugs stattfinden. Durch diese Vorgehensweise können warmgeformte Metallplatten hoher Härte und Zugfestigkeit mit guter Maßhaltigkeit hergestellt werden.
Zur Härtbarkeit des Stahls wird diesem Bor zulegiert. Um eine Bildung von Bornitrit zu unterdrücken und nicht gebundenes Bor im Stahl zu haben, wird Titan zulegiert. Hierdurch bildet sich bevorzugt Titannitrit, so dass das Bor für die Härtbarkeit des Stahls zur Verfügung steht. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass Titan bezogen auf den Stickstoff-Gehalt in einem Verhältnis von 3,0 bis 4,0 zulegiert wird. Idealerweise wird Titan bezogen auf den Stickstoff im Verhältnis Ti/N von 3,4 zulegiert.
Die Metallplatten besitzen eine Zugfestigkeit von 1200 bis 2000 MPa und eine Härte von 300 bis 600 HV30.
Es wird ferner als zweckmäßig angesehen, wenn der Stahl bis zu einer Tiefe von 2 mm mit einem Grenzkohlenstoffgehalt von bis zu 0,8 % aufgekohlt ist. Durch das Einsatzhärten wird erreicht, dass die Metallplatten einen zähen Kern bei gleichzeitig harter Oberfläche aufweisen. Auf diese Weise besitzen die Metallplatten den notwendigen Verformungswiderstand, um Explosionen standzuhalten aber gleichzeitig die notwendige Härte, um Anbohrversuchen standzuhalten.
Im Anschluss an das Aufkohlen erfolgt die eigentliche Härtung der Metallplatten. Dadurch ergibt sich ein für diesen Werkstoff charakteristischer Härtetiefenverlauf. Im Anschluss an das Härten kann ggf. ein zeitnahes Anlassen erfolgen, um der harten martensitischen Randschicht wieder etwas mehr Duktilität zu geben.
Es ist theoretisch auch möglich, die verwendete Stahlsorte als gehärtete Flachplatte einzusetzen. In diesem Fall sind allerdings Formoperationen nur beschränkt realisierbar. Einzelne Teile müssten aus der Flachplatte lasergeschnitten und miteinander verbunden werden. Es wird als vorteilhafter angesehen, wenn warmgeformte Metallplatten des Gehäuses stoffschlüssig miteinander verbunden sind, wobei die Stoßfugen von miteinander verbundenen Metallplatten außerhalb von Eckbereichen des Gehäuses verlaufen. Die Metallplatten sind daher im Querschnitt L- oder U-förmig konfiguriert und werden somit außerhalb der Eckbereiche miteinander verschweißt und/oder verlötet. Auf diese Weise erfahren die spannungskritischen Eckbereiche keine zusätzliche Schwächung durch thermisch bedingte Gefügeveränderungen im Bereich der Schweißeinflusszone.
Das Gehäuse kann durch die Warmumformung der Metallplatten und die Verlagerung der Schweißnahtposition im Eckbereich gerundet ausgeführt sein, was zu einer höheren Widerstandsfähigkeit gegen von innen wirkende Sprengungen führt. Dies ist auch darauf zurückzuführen, dass stumpfgeschweißte Nähte Vorteile gegenüber Kehlnähten haben.
Es ist möglich den Sicherungsschrank aus Werkstoffverbunden herzustellen. Insbesondere kann das Gehäuse mehrlagig sein, wobei die Metallplatten aus der im Rahmen der Erfindung verwendeten Stahlsorte die Außenschale des Gehäuses/der Tür bilden. In bekannterweise ist die Kombination mit weiteren metallischen Platten, Kunststoffen, Isoliermaterialien oder auch mineralischen Werkstoffen, wie Beton im Rahmen der Erfindung denkbar. Selbstverständlich kann bei einer mehrlagigen Ausgestaltung nicht nur die Außenschale aus der
erfindungsgemäß verwendeten Stahlsorte, sondern auch die Innenschale des Gehäuses/der Tür aus den erfindungsgemäßen Stahlsorten gefertigt sein.
Als für die Praxis besonders vorteilhaft werden Wanddicken der Metallplatten von 2,5 mm bis 15 mm angesehen. Vorzugsweise liegt die Wanddicke zwischen 4 mm und 6 mm. Hierdurch kann gegenüber herkömmlichen Sicherungsschränken, insbesondere Tresoren, eine deutliche Gewichtsreduzierung erzielt werden.
Weiterhin vorteilhaft ist, wenn die Metallplatten des Sicherungsschranks eine steifigkeitserhöhende Struktur besitzen. Eine solche steifigkeitserhöhende Struktur kann durch die Ausbildung von Sicken und/oder Einprägungen in der Fläche der Metallplatten oder auch durch Umstellungen an den Kantenbereichen ausgebildet sein. Die Herstellung der steifigkeitserhöhenden Struktur in den Metallplatten erfolgt bevorzugt im Rahmen des Warmumformvorgangs mit anschließender Presshärtung. Die steifigkeitserhöhende Struktur versteift die Wände des Sicherungsschranks und damit den Widerstand gegen Durchbeulen. Hierdurch kann der Widerstand gegen mechanische Angriffe, beispielsweise ein Aufhebeln der Wände, erhöht werden.