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PATENTANSPRÜCH E
1. Einrichtung zur Befestigung von Schutzelementen auf Panzergrundstrukturen, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Befestigungsvorrichtungen (12, 14) auf mindestens einer mit mehreren Durchbrüchen ( 10) versehenen Zzi ischenplatte (9) angeordnet ist bzw. sind, wobei die Zwi schenpiatte (9) mittels Schweiss- bzw. Lötverbindungen an der I nnenkontur bei mindestens einem Teil der Durchbrüche (10) mit der Panzergrundstruktur(l) verbunden ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. dass die Zwischenplatte (9) eine mit runden Löchern (10) versehene Platte ist und dass die Summe aller Loch flächen ( grösser als 50% der Fläche der Zwischenplatte (9) ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die Durchmesser der Löcher (10) im Minimum 4 mm und im Maximum 50 mm betragen.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweissverbindung eine Metall Schutzgas-Schweissung ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenplatte (9) aus einem austenitischen Stahl hergestellt ist.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenplatte (9) aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung hergestellt ist.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede Befestigungsvorrichtung einen Bolzen ( 12) aufweist, welcher in einem der Löcher (10) der Zz ischenplatte (9) angeordnet und mittels einer Schweiss-, Niet-. Steck- oder Schraubverbindung an der Zwischenplatte (9) befestigt ist.
S. Einrichtun; nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet. dass die Bolzen ( 12) am freien Ende ein Gewinde aufweisen und die Schutzelemente (2) mittels einer Schraub erbindung 14) lösbar befestigt sind.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenplatte (9) der Bodenteil (21) eines Kastens (20) ist, in welcher die Schutzelemente (2) einsetzbar angeordnet sind.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (L) und Breite (B) jedes Schutzelementes (2) einem Mehrfachen der Lochtei lung (11) der Zwischenplatte (9) entspricht.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis II, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher(10) in horizontalen Reihen (19) mit einem gleichmässigen Teilungsabstand (11) angeordnet sind, wobei die Löcher (10) der nächstfolgenden Reihe zu denen der vorangehenden Reihe um eine halbe Lochteilung versetzt sind und dass die Lochdistanz von einem Loch ( 10) zu den jeweils benachbarten Löchern (10) immer gleich gross ist.
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Befestigung von Schutzelementen auf Panzergrundstrukturen.
Das Befestigen von Schutzelementen bzw. Kompositpanzerelementen auf Panzergrundstrukturen bei ortsfesten oder beweglichen zu schützenden Objekten wie z.B.
Gebäuden oder Panzerfahrzeugen bietet Schwierigkeiten, da die Panzergrundstrukturen als auch die Ummantelungen der darauf angeordneten Schutzelemente meist aus hochfestem bzw. sehr hartem Stahl bestehen, welcher mit der erforder eichen hohen Festigkeit nicht oder nur ungenügend direkt verbindbar ist. Soll z.B. eine lösbare Verbindung mit Bolzen als Befestigungselemente angewendet werden, so können die Bolzen an den Panzergrundstrukturen auch mit den modernsten Schweissverfahren nicht so befestigt werden, dass die Schweissverbindung die erforderliche Festigkeit aufweist.
Ein Durchbohren der Panzergrundstruktur kommt aus sicherheitstechnischen Gründen nicht in Frage. Sack-Gewindebohrungen sind in der Panzergrundstruktur wegen deren schlechten Bearbeitbarkeit auch nicht anbringbar und würden die Panzergrundstruktur zudem schwächen. Direkte Schweissverbindungen zwischen den Schutzelementen und der Panzergrundstruktur sind ebenfalls wegen der ungenügenden Schweissarbeit der Grundstruktur und der Schutzelemente nur bedingt anwendbar.
Erfahrungsgemäss genügen Klebverbindungen den Beanspruchungen eines Beschusses ebenfalls nicht. Sinngemäss gilt das obige auch für Leichtmetall-, inbesondere für Aluminium-Panzergrundstrukturen und bzw. oder Schutzelemente.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung der eingangs genannten Art, mittels welcher Schutzelemente auf Panzergrundstrukturen, ohne diese zu schwächen, mit der gegen Beschuss erforderlichen hohen Festigkeit befestigt werden können.
Erfindungsgemäss wird dies durch die im Anspruch 1 angeführten kennzeichnenden Merkmale gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung ist in den beiliegenden Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen dargestellt und nachfolgend beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt entlang der Linie 1-1 von Fig. 2 durch eine Schutzpanzerung mit einer Einrichtung zu Befestigung von Schutzelementen,
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 11-11 von Fig. 1,
Fig. 3 eine Ausführungsvariante der Lochanordnung von Fig. 2,
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines Befestigungselementes und
Fig. 5 eine Ausführungsvariante von Fig. 4.
Fig. 1 zeigt einen Teil einer als Panzerplatte z.B. eines Panzerfahrzeuges ausgebildete Panzergrundstruktur 1 mit darauf angeordneten Schutzelementen 2. Die Schutzelemente 2 können für eine Schutzwirkung gegen Hohlladungsgeschosse oder gegen Wuchtgeschosse oder kombiniert gegen Hohlladungs- und Wuchtgeschosse unterschiedlich ausgebildet sein. Das in Fig. 1 links im Schnitt gezeigte Schutzelement 2 weist ein aus einer harten bzw. hochfesten und schlecht schweissbaren Stahllegierung bestehendes Gehäuse 3 mit Kammern 4 auf, in welchen Nichtmetallteile 5 vorzugsweise aus keramischen Stoffen eingelegt und z.B. mit Kunststoff, Elastomer oder Metall 6 umgossen oder eingegossen sind.
Die Schutzelemente 2 sind in Draufsicht gesehen rechteckig oder quadratisch ausgebildet und an den vier Ecken angeschrägt, so dass eine Ausnehmung 7 für die Anordnung eines als Bolzen 12 ausgebildeten Befestigungselementes entsteht (siehe Fig. 2).
Zwischen den Schutzelementen 2 und der Panzergrundstruktur list eine mit Durchbrüchen 10 versehene Zwischenplatte 9 angeordnet, welche aus einem gut schweissbaren, vorzugsweise aus einem austenitischen Stahlblech besteht.
Die Zwischenplatte 9 kann auch aus Aluminium bzw.
einer Aluminiumlegierung bestehen, wenn z.B. die Panzergrundstruktur ebenfalls aus einer Leichtmetall-Legierung hergestellt ist bzw. eine Leichtbauweise angestrebt wird. Die Verwendung von anderen schweiss- oder lötbaren Metallen für die Zwischenplatte 9 ist ebenfalls möglich.
Die Durchbrüche 10 sind vorzugsweise als runde Löcher 10 ausgebildet und rasterförmig mit einem gleichmässigen Teilungsabstand 11 in der Zwischenplatte 9 angeordnet. Vorteilhafterweise kann dafür ein handelsübliches Lochblech verwendet werden, wobei die Löcher 10 einen Durchmesser zwischen 4 und 50 mm aufweisen sollten. Die Summe aller Lochflächen ist vorteilhafterweise grösser als 50% der Fläche der Zwischenplatte 9.
Fig. 3 zeigt eine besonders vorteilhafte Ausführung der als Lochplatte ausgebildeten Zwischenplatte 9. Die Löcher 10 sind in horizontalen Reihen 19 mitTeilungsabstand 11 angeordnet, wobei die Löcher in der nächstfolgenden Reihe um den halben Teilungsabstand versetzt angeordnet sind.
Der vertikale Teilungsabstand 1 lader einzelnen Lochreihen 19 sind so gewählt, dass die Lochdistanz von einem Loch 10 zu den jeweils benachbarten Löchern 10 immer gleich gross ist und somit dem Teilungsabstand 11 entspricht. Die Stegbreite 22 zwischen den einzelnen Löchern 10 ist somit ebenfalls immer gleich gross. Dies ergibt bei jedem Flächenver hältnis zwischen der gesamten Fläche der Zwischenplatte 9 und der Summe der Lochflächen 10 eine grösstmögliche Steg- breite 22, wodurch optimale Festigkeits- und Schweissbedingungen für die Zwischenplatte 9 erzielt werden.
Die Zwischenplatte 9 wird dann durch Schweissung oder Lötung an der Innenkontur von mindestens einem Teil der Löcher 10 mit der Panzergrundstruktur 1 verbunden. Durch die Aufteilung der gesamten Schweissverbindung in kleine bzw. kurze Schweissnähte oder nur Schweisspunkte - z.B. bei den kleinen Lochdurchmessern - auf einen grossen Flächenbereich wird trotz schlechter Schweissbarkeit der Panzergrundstruktur eine gute und den Beanspruchungen standhaltende Schweissverbindung erreicht. Vorzugsweise wird für die Schweissverbindung eine Metall-Schutzgas-Schweissung (MSG-Schweissung) angewendet, welche bei grösseren Lochdurchmessern als eine am Innenumfang verlaufende Schweissnaht und bei kleinen Lochdurchmessern als voll ausgefüllte, punktförmige Schweissung ausgebildet ist.
Je nach Lochdistanz bzw. Anzahl, Anordnung und Grösse der Löcher 10, Material der Panzergrundstruktur 1 und Beanspruchung der Befestigungselemente 12, 14 können in allen oder nur in einem Teil der Löcher 10 Schweissverbindungen angeordnet werden.
An dem Zwischenblech 9 sind Bolzen 12 zur Befestigung der Schutzelemente 2 angeordnet. Für die Fixierung der Bolzen 12 werden einzelne Löcher 10 der Zwischenplatte 9 verwendet. Die Bolzen 12 können mittels Steck-, Schweiss-, Niet- oder Schraubverbindung an der Zwischenplatte 9 befestigt werden. Bei einer Steckverbindung weist der Bolzen 12 am unteren Ende einen Bund 13 und das Loch 10 ein,e entsprechende Ausnehmung bzw. Anfasung auf, wobei dann der Bolzen 12 vor dem Anschweissen der Zwischenplatte befestigt werden muss. Bei einer Schweissverbindung kann die Befestigung je nach Anordnung der Schweissnaht zwischen Bolzen 12 und Zwischenplatte 9 vor oder nach dem Anschweissen der Zwischenplatte 9 auf der Panzergrundstruktur erfolgen.
Bei einer anderen Variante der Schraubverbindung weist das Loch 10 ein Gewinde oder einen Gewindeeinsatz (Mutter) auf und ein Stehbolzen kann nach dem Anschweissen der Zwischenplatte 9 eingeschraubt werden, oder die Schutzelemente 2 können direkt mit Kopf Schrauben auf der Zwischenplatte 9 befestigt werden.
Die Befestigung der Schutzelemente 2 erfolgt durch eine auf die Gewinde der Bolzen 12 aufschraubbare Mutter 14, wobei eine Unterlagscheibe 15 und/oder eine Ausgleichsringscheibe aus z.B. weichem Metall, wie Aluminium oder Kupfer, zwischen den Schutzelementen und der Mutter 14 angeordnet ist.
Zur Aufnahme von Schubkräften können am Rand der Panzerung Halteleisten 16 angeordnet werden, welche auf der Zwischenplatte 9 z.B. mittels Schweissungen befestigt werden. Im Bereich der Bolzen 12 weisen die Halteleisten 16 ebenfalls Ausnehmungen 17 auf.
Durch die Anordnung der Bolzen 12 an den vier Ecken der Schutzelemente 2 wirkt eine Mutterbefestigung entweder auf vier aneinandergrenzende Schutzelemente 2, auf zwei aneinandergrenzende Schutzelemente 2 und eine Halteleiste 16 oder auf ein Schutzelement 2 und zwei aneinandergrenzende Halteleisten 16 (siehe Fig. 2).
Es können auch mehr als vier Schrauben für jeweils ein Schutzelement angeordnet werden, wobei dann an den Längsseiten der Schutzelemente zusätzliche Ausnehmungen für die Schrauben erforderlich sind.
Entspricht die Länge L und die Breite B des Schutzelementes einem Mehrfachen des Loch-Teilungsabstandes 11 der Zwischenplatte 9, können für die Fixierung der Bolzen 12 die bereits vorhandenen Löcher verwendet werden.
Fig. 4 zeigt ein Einzel-Befestigungselement mit einem Bolzen 12 und einem Zwiscnenplattenstück 9a mit mehreren Löchern- 10. Derartige Befestigungselemente werden z.B.
anstelle ganzer Zwischenplatten 9 dort auf die Oberfläche der Panzergrundstruktur 1 geschweisst, wo diese zur Befestigung der Schutzelemente 2 erforderlich sind. Diese Befestigungselemente sind auch vorteilhaft zur Reparatur beschädigter Lochplatten verwendbar.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsvariante eines Befestigungselementes, welches als Kasten 20 ausgebildet ist, wobei die gelochte Zwischenplatte 9 den Bodenteil 21 des Kastens 20 bildet. Durch Schweissnähte bzw. Schweisspunkte in den Löchern 10 werden die Kästen nebeneinander angeordnet auf der Panzergrundstruktur 1 befestigt, wobei in die Kästen die Schutzelemente eingelegt werden. Eine Befestigung der Schutzelemente in den Kästen 20 kann ebenfalls durch Bolzen 12 mit Muttern 14 und/oder durch ein Abdeckblech erfolgen, welches an den Umfangrändern des Kastens 20 z.B.
mittels Schweisspunkten befestigt wird.
Durch die Befestigung der Bolzen an der Zwischenplatte 9 kann wegen der guten Verbindbarkeit, insbesondere wegen der guten Schweissbarkeit dieser beiden Teile, eine den Beanspruchungen standhaltende örtliche Verbindung hergestellt werden, wobei dann die Übertragung dieser Beanspruchung auf die schlecht schweissbare Panzergrundstruktur durch auf die ganze Fläche der Zwischenplatte 9 verteilte Schweissnähte bzw. Schweisspunkte erfolgt.
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PATENT CLAIM E
1. Device for fastening protective elements to armored base structures, characterized in that one or more fastening devices (12, 14) is or are arranged on at least one Zzi ischenplatte (9) provided with a plurality of openings (10), the intermediate plate (9 ) is connected to the base armor structure (l) by means of welded or soldered connections on the inner contour of at least some of the openings (10).
2. Device according to claim 1, characterized. that the intermediate plate (9) is a plate with round holes (10) and that the sum of all hole areas (greater than 50% of the area of the intermediate plate (9).
3. Device according to claim 2, characterized in that the diameter of the holes (10) are a minimum of 4 mm and a maximum of 50 mm.
4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the welded joint is a metal shielding gas weld.
5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the intermediate plate (9) is made of an austenitic steel.
6. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the intermediate plate (9) is made of aluminum or an aluminum alloy.
7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that each fastening device has a bolt (12) which is arranged in one of the holes (10) of the ZZ ischenplatte (9) and by means of a welding, riveting. Plug or screw connection is fastened to the intermediate plate (9).
S. Furnishing; according to claim 7, characterized. that the bolts (12) have a thread at the free end and the protective elements (2) are releasably attached by means of a screw connection 14).
9. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the intermediate plate (9) is the bottom part (21) of a box (20) in which the protective elements (2) are arranged insertable.
10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the length (L) and width (B) of each protective element (2) corresponds to a multiple of the hole division (11) of the intermediate plate (9).
11. Device according to one of claims 1 to II, characterized in that the holes (10) are arranged in horizontal rows (19) with a uniform pitch (11), the holes (10) of the next row to those of the previous row are offset by half a hole pitch and that the hole distance from one hole (10) to the respectively adjacent holes (10) is always the same size.
DESCRIPTION
The invention relates to a device for fastening protective elements to armored base structures.
The attachment of protective elements or composite armor elements to armored base structures in the case of stationary or movable objects to be protected, e.g.
Buildings or armored vehicles offer difficulties, since the armored base structures and the sheathing of the protective elements arranged thereon mostly consist of high-strength or very hard steel, which cannot be connected directly or only insufficiently with the required high strength. Should e.g. If a detachable connection with bolts is used as fastening elements, the bolts cannot be fastened to the armored base structures even with the most modern welding methods in such a way that the welded connection has the required strength.
Drilling through the basic tank structure is out of the question for safety reasons. Sack tapped holes cannot be made in the basic tank structure because of their poor machinability and would also weaken the basic tank structure. Direct welded connections between the protective elements and the armored basic structure can also only be used to a limited extent due to the insufficient welding work of the basic structure and the protective elements.
Experience has shown that adhesive bonds also do not meet the demands of a bombardment. Analogously, the above also applies to light metal, in particular aluminum, armored base structures and / or protective elements.
The object of the present invention is to create a device of the type mentioned at the outset, by means of which protective elements can be fastened to armored base structures without weakening them with the high strength required against fire.
According to the invention, this is solved by the characterizing features stated in claim 1.
Further advantageous configurations are characterized in the dependent claims.
The invention is illustrated in the accompanying drawings using exemplary embodiments and described below.
Show it:
1 shows a cross section along the line 1-1 of FIG. 2 through protective armor with a device for fastening protective elements,
2 shows a section along the line 11-11 of FIG. 1,
3 shows an embodiment variant of the hole arrangement from FIG. 2,
Fig. 4 is a perspective view of a fastener and
5 shows a variant of FIG. 4.
Fig. 1 shows part of an armored plate e.g. of an armored vehicle basic armored structure 1 with protective elements 2 arranged thereon. The protective elements 2 can be designed differently for a protective effect against shaped charge projectiles or against balanced projectiles or combined against shaped charge and balanced projectiles. The protective element 2 shown in section on the left in FIG. 1 has a housing 3 consisting of a hard or high-strength and hard-to-weld steel alloy with chambers 4, in which non-metal parts 5 are preferably inserted from ceramic materials and e.g. are cast or cast with plastic, elastomer or metal 6.
The protective elements 2 are rectangular or square in plan view and beveled at the four corners, so that a recess 7 is formed for the arrangement of a fastening element designed as a bolt 12 (see FIG. 2).
Between the protective elements 2 and the basic armor structure, an intermediate plate 9 is provided with openings 10, which consists of a weldable, preferably an austenitic steel sheet.
The intermediate plate 9 can also be made of aluminum or
an aluminum alloy if e.g. the basic tank structure is also made of a light metal alloy or a lightweight construction is desired. The use of other weldable or solderable metals for the intermediate plate 9 is also possible.
The openings 10 are preferably formed as round holes 10 and arranged in a grid shape with a uniform pitch 11 in the intermediate plate 9. A commercially available perforated plate can advantageously be used for this, wherein the holes 10 should have a diameter between 4 and 50 mm. The sum of all perforated areas is advantageously greater than 50% of the area of the intermediate plate 9.
Fig. 3 shows a particularly advantageous embodiment of the intermediate plate 9 designed as a perforated plate. The holes 10 are arranged in horizontal rows 19 with a pitch 11, the holes in the next row being offset by half the pitch.
The vertical pitch 1 loader individual rows of holes 19 are selected so that the hole distance from a hole 10 to the adjacent holes 10 is always the same size and thus corresponds to the pitch 11. The web width 22 between the individual holes 10 is therefore always the same size. This results in the largest possible web width 22 for each area ratio between the entire area of the intermediate plate 9 and the sum of the perforated areas 10, as a result of which optimal strength and welding conditions for the intermediate plate 9 are achieved.
The intermediate plate 9 is then connected to the basic armor structure 1 by welding or soldering to the inner contour of at least some of the holes 10. By dividing the entire weld connection into small or short weld seams or just welding spots - e.g. in the case of the small hole diameters - a good weld joint that can withstand the stresses is achieved over a large area despite the poor weldability of the armored base structure. A metal shielding gas welding (MSG welding) is preferably used for the welded joint, which is designed as a weld seam running on the inner circumference for larger hole diameters and as a fully filled, spot-shaped weld for small hole diameters.
Depending on the hole distance or the number, arrangement and size of the holes 10, material of the armored base structure 1 and stress on the fastening elements 12, 14, welded connections can be arranged in all or only in part of the holes 10.
Bolts 12 for fastening the protective elements 2 are arranged on the intermediate plate 9. Individual holes 10 of the intermediate plate 9 are used for fixing the bolts 12. The bolts 12 can be fastened to the intermediate plate 9 by means of plug-in, welded, riveted or screwed connections. In the case of a plug connection, the bolt 12 has a collar 13 at the lower end and the hole 10 has a corresponding recess or chamfer, in which case the bolt 12 must be fastened before the intermediate plate is welded on. In the case of a welded connection, depending on the arrangement of the welded seam between the bolt 12 and the intermediate plate 9, the attachment can take place before or after the intermediate plate 9 is welded onto the armored base structure.
In another variant of the screw connection, the hole 10 has a thread or a thread insert (nut) and a stud can be screwed in after the intermediate plate 9 has been welded on, or the protective elements 2 can be fastened directly to the intermediate plate 9 with head screws.
The protective elements 2 are fastened by a nut 14 which can be screwed onto the threads of the bolts 12, a washer 15 and / or a compensating ring washer made of e.g. soft metal, such as aluminum or copper, is arranged between the protective elements and the nut 14.
To absorb thrust forces, retaining strips 16 can be arranged on the edge of the armor, which, for example on the intermediate plate 9 be attached by means of welds. In the area of the bolts 12, the holding strips 16 also have recesses 17.
Due to the arrangement of the bolts 12 at the four corners of the protective elements 2, a nut fastening acts either on four adjacent protective elements 2, on two adjacent protective elements 2 and a retaining strip 16 or on a protective element 2 and two adjacent retaining strips 16 (see FIG. 2).
It is also possible to arrange more than four screws for each protective element, additional recesses for the screws then being required on the long sides of the protective elements.
If the length L and the width B of the protective element correspond to a multiple of the hole pitch 11 of the intermediate plate 9, the holes already present can be used for fixing the bolts 12.
Fig. 4 shows a single fastening element with a bolt 12 and an intermediate plate piece 9a with several holes 10. Such fastening elements are e.g.
instead of entire intermediate plates 9, welded onto the surface of the basic armored structure 1 where these are required for fastening the protective elements 2. These fasteners can also be used advantageously to repair damaged perforated plates.
5 shows an embodiment variant of a fastening element which is designed as a box 20, the perforated intermediate plate 9 forming the bottom part 21 of the box 20. The boxes are arranged next to one another on the armored base structure 1 by means of weld seams or welding points in the holes 10, the protective elements being inserted into the boxes. The protective elements can also be fastened in the boxes 20 by means of bolts 12 with nuts 14 and / or by means of a cover plate which, for example, on the peripheral edges of the box 20
is attached by means of welding spots.
By attaching the bolts to the intermediate plate 9, because of the good connectivity, in particular because of the good weldability of these two parts, a local connection that can withstand the stresses can be produced, the transmission of this stress to the poorly weldable armor base structure through to the entire surface of the Intermediate plate 9 distributed welding seams or welding points.