DE102006033962B4

DE102006033962B4 - System zur Verschraubung einer Schutzplatte

Info

Publication number: DE102006033962B4
Application number: DE102006033962.2A
Authority: DE
Inventors: Alexander Piacentini; Manfred Wühr
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2006-07-22
Filing date: 2006-07-22
Publication date: 2015-05-28
Anticipated expiration: 2026-07-23
Also published as: DE102006033962A1

Abstract

System zur Verschraubung einer Schutzplatte (1) aus einem ballistischen Schutzmaterial an einer tragenden Struktur (2) eines Kraftfahrzeugs, wobei die Schutzplatte (1) ein Durchgangsloch (5) mit einer Flachsenkung (11) aufweist, durch das der Schaft (4) einer Schraube (3) durchgesteckt ist, wobei sich zwischen dem Kopf (7) der Schraube (3) und der Schutzplatte (3) eine Buchse (8) aus einem ballistischen Schutzmaterial befindet, die einerseits als Unterlegscheibe mit einem äußeren Durchmesser größer als die Flachsenkung (11) dient, und die andererseits passend in der Flachsenkung (11) sitzt.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Verschraubung einer Schutzplatte an einer tragenden Struktur eines Kraftfahrzeugs.
Allgemein bekannt ist die Verwendung relativ leichter Verbundplatten aus Keramik oder aus Faserverbundwerkstoffen zum Schutz gegen ballistische Bedrohungen. Die Befestigung solcher Schutzplatten an tragenden Strukturen kann durch Verschraubungen erfolgen. Dazu weisen die Schutzplatten Durchgangslöcher auf, sodass der Bereich der Verschraubung durch Zusatzmaßnahmen ballistisch abgesichert werden muss.
Aus der DE 199 45 257 A1 ist bereits ein System zur Verschraubung einer beschussfesten Platte eines Sicherheitsfahrzeugs aus einem ballistischen Schutzmaterial an einer weiteren beschussfesten Platte bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein möglichst einfaches System zur Befestigung von Schutzplatten an einer tragenden Struktur eines Kraftfahrzeugs zu schaffen.
Diese Aufgabe wird mit einem System zur Verschraubung einer Schutzplatte an einer tragenden Struktur eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß weist eine Schutzplatte aus einem ballistischen Schutzmaterial zur Verschraubung an einer tragenden Struktur eines Kraftfahrzeugs ein Durchgangsloch mit einer Senkung auf, durch das der Schaft einer Schraube durchgesteckt ist. Zwischen Schraubenkopf und Schutzplatte befindet sich eine Buchse aus einem ballistischen Schutzmaterial, die einerseits als Unterlegscheibe mit einem äußeren Durchmesser größer als die Senkung dient, und die andererseits passend in der Senkung sitzt. Die Buchse ersetzt alle ansonsten erforderlichen Zusatzmaßnahmen, um die ballistische Sicherheit zu gewährleisten.
Dabei ist die Senkung eine Flachsenkung. Zur Herstellung der Flachsenkung kann beispielsweise das Material der Schutzplatte um das Durchgangsloch herum einfach etwas abgefräst werden. Dabei liegt die Buchse am äußeren Durchmesser der Flachsenkung an. Dadurch lasten die Scherkräfte zwischen der Schutzplatte und der tragenden Struktur nicht ausschließlich auf der Verschraubung. Die Anzahl der erforderlichen Verschraubungen zur sicheren Befestigung einer Schutzplatte kann so reduziert werden.
Günstigerweise entspricht die Länge des in die Senkung hineinragenden Abschnitts der Buchse dem Tiefenmaß der Senkung oder dem Tiefenmaß plus einem geringen Aufmass. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass die Verschraubung auch über längere Zeit sicher hält, da nur dann ein großer Anteil von Scherkräften über die Buchse übertragen wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, anhand dessen die Erfindung im Folgenden näher beschrieben wird. Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellungsweise einen Schnitt durch eine Schutzplatte, die an einer tragenden Struktur eines Kraftfahrzeugs angeschraubt ist.
In der Figur ist eine Schutzplatte 1 aus einem Faserverbundwerkstoff zum Schutz gegen ballistische Bedrohungen gezeigt. Die Schutzplatte 1 ist auf der einem Fahrzeuginnenraum zugewandten Seite eines Blechs 2 einer Kraftfahrzeugkarosserie befestigt. Das Blech 2 dient dabei als tragendes Strukturbauteil der Kraftfahrzeugkarosserie. Die Befestigung erfolgt mit einer Schraube 3, die mit ihrem Schaft 4 sowohl durch ein Durchgangsloch 5 in der Schutzplatte 1 als auch durch ein Durchgangsloch 6 im Blech 2 hindurchragt. Dabei befindet sich zwischen dem Kopf 7 der Schraube 3 und der Schutzplatte 1 eine Buchse 8 aus einem ballistischen Schutzmaterial. Auf der anderen Seite ist auf den Schaft 4 der Schraube 3 eine Mutter 9 aufgeschraubt. Um Beschädigungen beim Verschrauben am Blech 2 und an der Schutzplatte 1 zu vermeiden, ist zusätzlich zwischen der Buchse 8 und dem Kopf 7 der Schraube 3 und zwischen der Mutter 9 und dem Blech 2 jeweils eine dünne Scheibe 10 aus Stahl angeordnet. Dadurch reibt weder der Kopf 7 der Schraube 3 noch die Mutter 9 beim Verschrauben direkt an der Buchse 8 bzw. am Blech 2.
Um das Durchgangsloch 5 in der Schutzplatte 1 herum weist die Schutzplatte 1 auf der dem Kopf 7 der Schraube 3 zugewandten Seite eine Flachsenkung 11 auf. Diese wurde in die Schutzplatte 1 hineingefräst. Die verbleibende Materialstärke der Schutzplatte 1 beträgt in der Flachsenkung 11 nur mehr ca. 50%. Die Buchse 8 ist so gestaltet, dass ein erster Abschnitt 12 als Unterlegscheibe für den Kopf 7 der Schraube 3 dient, und ein zweiter Abschnitt 13 in die Flachsenkung 11 hineinragt und diese praktisch vollständig ausfüllt. Der zweite Abschnitt 13 liegt also am äußeren Durchmesser und am Boden der Flachsenkung 11 an. Der Außendurchmesser des als Unterlegscheibe dienenden ersten Abschnitts 12 der Buchse 8 ist um mindestens zehn Millimeter größer als der äußere Durchmesser der Flachsenkung 11, sodass der einen großen Überlappungsbereich mit der Schutzplatte 1 aufweist. Der Durchmesser des zweiten Abschnitts 13, der die Flachsenkung 11 ausfüllt, ist so gewählt, dass die Buchse 8 mit der Flachsenkung 11 eine Spielpassung bildet. Die Länge des zweiten Abschnitts 13, der die Flachsenkung 11 ausfüllt, ist um ca. 0,2 mm länger als die Flachsenkung 11 tief ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die zwischen dem Kopf 7 der Schraube 3 und der Mutter 9 wirkende Druckkraft primär über den zweiten Abschnitt 13 der Buchse 8 übertragen wird.
Die eventuell auf die Verschraubung wirkenden Scherkräfte, die beispielsweise aus der Gewichtskraft der Schutzplatte 1 resultieren, werden nicht ausschließlich von der Schraube 3, sondern vor allem auch über den zweiten Abschnitt 13 der Buchse 8, der passend in der Flachsenkung 11 sitzt, übertragen. Dadurch kann entweder die Schraube 3 gegenüber einer Schraube, wie sie im Stand der Technik zur Verschraubung verwendet wird, kleiner dimensioniert werden, oder es sind weniger Verschraubungen zur sicheren Befestigung der Schutzplatte 1 erforderlich.
Als ballistisches Schutzmaterial eignet sich aufgrund des geringen Gewichts insbesondere ein Faserverbundwerkstoff. Derartige Materialen sind teilweise relativ empfindlich gegen Verschleiß aufgrund von Reibung. Daher ist es vorteilhaft, wenn sich die Buchse 8 beim Verschrauben nicht relativ zur Schutzplatte 1 verdrehen kann. Eine besonders einfache Methode, um eine Verdrehsicherung zu gewährleisten, besteht darin, die Flachsenkung 11 nicht mittig, sondern exzentrisch zum Durchgangsloch 5 in der Schutzplatte 1 anzuordnen. Die Buchse 8 selbst muss dann natürlich auch entsprechend exzentrisch ausgeführt sein.
Bei einem möglichen Beschuss der Verschraubung mit einem Projektil P weist diese keine Schwachstelle mehr auf, die durch zusätzliche Schutzmaßnahmen abgesichert werden müsste. In allen Schussrichtungen steht zum Schutz vor dem Projektil P stets entweder die Schutzplatte 1 mit ihrer vollen Wandstärke oder die Schutzplatte 1 mit reduzierter Wandstärke und die Buchse 8 zur Verfügung, wobei die Gesamtdicke der Panzerung dabei mindestens der Wandstärke der Schutzplatte 1 entspricht.
Das erfindungsgemäße System zur Verschraubung einer Schutzplatte 1 vereint damit die Vorteile, dass keine zusätzlichen Schutzmaßnahmen erforderlich sind, und dass die Scherkräfte nicht ausschließlich von der Schraube 3 getragen werden müssen.

Claims

System zur Verschraubung einer Schutzplatte (1) aus einem ballistischen Schutzmaterial an einer tragenden Struktur (2) eines Kraftfahrzeugs, wobei die Schutzplatte (1) ein Durchgangsloch (5) mit einer Flachsenkung (11) aufweist, durch das der Schaft (4) einer Schraube (3) durchgesteckt ist, wobei sich zwischen dem Kopf (7) der Schraube (3) und der Schutzplatte (3) eine Buchse (8) aus einem ballistischen Schutzmaterial befindet, die einerseits als Unterlegscheibe mit einem äußeren Durchmesser größer als die Flachsenkung (11) dient, und die andererseits passend in der Flachsenkung (11) sitzt.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (8) am äußeren Durchmesser der Flachsenkung (11) anliegt.
System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Senkung (11) exzentrisch zum Durchgangsloch (5) angeordnet ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des in die Senkung (11) hineinragenden Abschnitts (13) der Buchse (8) dem Tiefenmaß der Senkung (11) oder dem Tiefenmaß plus einem geringen Aufmass entspricht.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen der Buchse (8) und dem Kopf (7) der Schraube (3) eine Scheibe (10) befindet.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (4) der Schraube (3) durch ein Durchgangsloch (6) in der tragenden Struktur (2) ragt.
System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der durch das Durchgangsloch (6) in der tragenden Struktur (2) hindurchragende Schaft (4) der Schraube (3) mit einer Mutter (9) verschraubt ist.
System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen Mutter (9) und tragender Struktur (2) eine Scheibe (10) befindet.