DE102020004076A1

DE102020004076A1 - Fensteranordnung zum Einbau in gepanzerte Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102020004076A1
Application number: DE102020004076.4A
Authority: DE
Inventors: Gabriel Aderkast
Original assignee: Bundesamt fuer Ausruestung Informationstechnik und Nutzung der Bundeswehr
Current assignee: Bundesamt fuer Ausruestung Informationstechnik und Nutzung der Bundeswehr
Priority date: 2020-07-07
Filing date: 2020-07-07
Publication date: 2022-01-13

Abstract

Die neue Fensteranordnung zum Einbau in gepanzerte Fahrzeuge in Schottbauweise soll einen erhöhten ballistischen Schutz bei gleichzeitiger Massenreduktion aufweisen.Die neue Fensteranordnung (1) weist folgende Merkmale auf:a) die Fensteranordnung umfasst mindestens einen Panzerungsblock (10),b) der Panzerungsblock (10) umfasst mindestens zwei transparente Materialverbunde (20a, 20b, 20c) und mindestens einen Abstandshalter (30a, 30b) zur Ausbildung mindestens eines Schotts (35a, 35b) zwischen benachbarten, transparenten Materialverbunden (20a, 20b, 20c), wobei die mindestens zwei transparenten Materialverbunde (20a, 20b, 20c) und der mindestens eine Abstandshalter (30a, 30b) in einer axialen Richtung hintereinander angeordnet sind,c) die mindestens zwei Materialverbunde (20a, 20b, 20c) und der mindestens eine Abstandshalter (30a, 30b) sind steif und nicht als Dämpfungselemente ausgebildet,d) der Panzerungsblock (10) weist in der axialen Richtung eine steife Ausbildung ohne zwischengeschaltete, nachgiebige Dämpfungselemente auf,e) der Panzerungsblock (10) ist ohne zusätzliche, nachgiebige Dämpfungselemente in einem Rahmen eingespannt,f) der Rahmen ist mehrteilig und umfasst mindestens ein erstes Rahmenteil (41) und ein zweites Rahmenteil (42), welche den Panzerungsblock (10) axial umgreifen und mit einer Spanneinrichtung unter einer Druckvorspannung einspannen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fensteranordnung zum Einbau in gepanzerte Fahrzeuge in Schottbauweise.
Die US 2004/0058125 A1 zeigt eine Fensteranordnung zum Einbau in gepanzerte Fahrzeuge. Die Fensteranordnung umfasst zwei transparente Materialverbunde und einen Abstandshalter zur Ausbildung eines Schotts. Zwar sind die die Materialverbunde steif ausgebildet, jedoch nicht der Abstandshalter, der mehrteilig ist und einen dämpfenden Kragen mit nachgiebigen Dichtlippen einer Dichtung umfasst. Die zwei transparenten Materialverbunde und der mehrteilige Abstandshalter sind einer axialen Richtung hintereinander angeordnet und bilden einen Panzerungsblock. Der Panzerungsblock weist in axialer Richtung wegen der nachgiebigen Dichtlippen keine steife Ausbildung auf. Der Panzerungsblock ist mit einem zwischengeschalteten, nachgiebigen Dämpfungselement in Form eines weiteren Kragens mit nachgiebigen Dichtlippen der Dichtung in einem Rahmen eingespannt. Der Rahmen ist mehrteilig und umfasst mindestens ein erstes Rahmenteil und ein zweites Rahmenteil, welche den Panzerungsblock axial umgreifen und über eine Spanneinrichtung mit einer Druckvorspannung einspannen. Die Druckvorspannung ist jedoch vernachlässigbar und wird nur dadurch erzeugt, dass die Dichtlippen der Dichtung anschlagbegrenzt etwas zusammengepresst werden.
Die DE 10 2012 102 206 A1 zeigt eine weitere Fensteranordnung zum Einbau in gepanzerte Fahrzeuge. Die Fensteranordnung umfasst mindestens zwei transparente Materialverbunde und mindestens einen Abstandshalter zur Ausbildung eines Schotts zwischen benachbarten, transparenten Materialverbunden. Die Materialverbunde sind zwar steif ausgebildet, nicht jedoch die Abstandshalter, die als Dämpfungselemente ausgebildet sind. Die mindestens zwei transparenten Materialverbunde und der mindestens eine Abstandshalter sind einer axialen Richtung hintereinander angeordnet und bilden einen Panzerungsblock. Der Panzerungsblock weist in axialer Richtung keine steife Ausbildung auf, weil der darin angeordnete Abstandshalter als nachgiebiges Dämpfungselement ausgebildet ist. Ansonsten ist der der Panzerungsblock ohne ein zwischengeschaltetes, nachgiebiges Dämpfungselement in einem Rahmen eingespannt. Der Rahmen ist mehrteilig und umfasst mindestens ein erstes Rahmenteil und ein zweites Rahmenteil, wobei Einzelheiten des Rahmens nicht offenbart sind.
Die US 2012/0180638 A1 zeigt eine weitere Fensteranordnung zum Einbau in gepanzerte Fahrzeuge. Die Fensteranordnung umfasst mindestens zwei transparente Materialverbunde und mindestens einen Abstandshalter zur Ausbildung eines Schotts zwischen benachbarten, transparenten Materialverbunden. Der Abstandshalter und die Materialverbunde sind steif und nicht als Dämpfungselemente ausgebildet. Die mindestens zwei transparenten Materialverbunde und der mindestens eine Abstandshalter sind einer axialen Richtung hintereinander angeordnet und bilden einen Panzerungsblock. Der Panzerungsblock weist in axialer Richtung eine steife Ausbildung ohne zwischengeschaltete, nachgiebige Dämpfungselemente auf. Der Panzerungsblock ist jedoch mit einem zwischengeschalteten, nachgiebigen Dämpfungselement in Form eines elastischen Dichtungsbands in einem Rahmen eingespannt.
Die US 2012/0180638 A1 zeigt daneben noch eine Ausführung einer Fensteranordnung, die jedoch zum Einbau in Gebäuden konzipiert ist und daher abseits liegt. Hierbei ist ein Panzerungsblock ohne zwischengeschaltete, nachgiebige Dämpfungselemente in einem Rahmen formschlüssig gehaltert. Der Rahmen ist mehrteilig und umfasst mindestens ein erstes Rahmenteil und ein zweites Rahmenteil, welche den Panzerungsblock axial umgreifen und formschlüssig haltern. Es wird nicht vorgeschlagen, eine Druckvorspannung auf den Panzerungsblock aufzubringen.
Der ballistische Schutz der Fensteranordnungen für gepanzerte Fahrzeuge gemäß der DE 10 2012 102 206 A1 , der US 2012/0180638 A1 und US 2012/0180638 A1 basieren auf dem Prinzip der Schottpanzerung. Beim Aufschlag eines Projektils wird dieses gebrochen. Die Fragmente, welche die erste Scheibenschicht durchdringen, werden im Schott, dem Spalt zwischen den Materialverbunden, gestreut und verteilen sich auf größere Fläche des folgenden Materialverbundes. Dadurch wird dem Projektil mehr Schutzmaterial entgegengesetzt und die Schutzwirkung erhöht. Infolge dessen ist das Erreichen höherer Schutzstufen bei gleichen Masseneinsatz möglich. Mit Nachteil sind bei der DE 10 2012 102 206 A1 , der US 2012/0180638 A1 und US 2012/0180638 A1 der ballistische Schutz noch nicht optimiert.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Fensteranordnung zum Einbau in gepanzerte Fahrzeuge in Schottbauweise so weiterzubilden, dass der ballistische Schutz erhöht ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Die Vorteile der Erfindung beruhen auf folgenden, synergiehaft zusammenwirkenden Merkmalen, die bewirken, dass ein auftreffendes Projektil möglichst in Einzelteile zerbricht, die als Teile mit einer geringen Masse weniger leicht die restliche Panzerung durchschlagen können:

• die Fensteranordnung umfasst einen Panzerungsblock,
• der Panzerungsblock umfasst mindestens zwei transparente Materialverbunde und mindestens einen Abstandshalter zur Ausbildung mindestens eines Schotts zwischen benachbarten, transparenten Materialverbunden, wobei die mindestens zwei transparenten Materialverbunde und der mindestens eine Abstandshalter in einer axialen Richtung hintereinander angeordnet sind,
• der Abstandshalter und die Materialverbunde sind steif und nicht als Dämpfungselemente ausgebildet,
• der Panzerungsblock weist in axialer Richtung eine steife Ausbildung ohne zwischengeschaltete, nachgiebige Dämpfungselemente auf,
• der Panzerungsblock ist ohne zusätzliche, nachgiebige Dämpfungselemente in einem Rahmen eingespannt,
• der Rahmen ist mehrteilig und umfasst mindestens ein erstes Rahmenteil und ein zweites Rahmenteil, welche den Panzerungsblock axial umgreifen und über eine Spanneinrichtung mit einer Druckvorspannung einspannen.

Die vorgenannten Merkmale bewirken, dass der Panzerungsblock steif ausgebildet ist und dass der Panzerungsblock steif eingespannt ist. Dadurch wird das Projektil leichter gebrochen. Das Projektil wird leichter gebrochen, wenn es beim Auftreffen auf einen steifen, nicht nachgiebigen Materialverbund auftritt. Die Druckvorspannung bewirkt eine Erhöhung der Steifheit des Panzerungsblocks und des Rahmens. Denn es wird ein Spiel zwischen beispielsweise den Abstandshaltern, den Materialverbunden und dem Rahmen beseitigt.
Die vorgenannten Maßnahmen tragen insgesamt synergiehaft dazu bei, dass der ballistische Schutz erhöht ist.
Gemäß der DE 10 2012 102 206 A1 , der US 2012/0180638 A1 und US 2012/0180638 A1 werden mindestens nachgiebige Dämpfungselemente vorgesehen oder es wird keine eine Druckvorspannung erzeugende Spanneinrichtung vorgesehen. Gezeigt hat sich allerdings überraschend, dass ein steifer Aufbau in Verbindung mit einer Druckvorspannung bewirken, dass ein auftreffendes Projektil leichter in Einzelteile zerbrechen kann, die dadurch weniger Masse und damit eine geringere Durchschlagsleistung aufweisen.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Spanneinrichtung Spannschrauben, mit denen die auf den Panzerungsblock einwirkende Druckvorspannung erzeugt ist. Spannschrauben haben sich bewährt und sind ausgereift, um eine Druckvorspannung aufzubringen. Ferner bilden die Spannschrauben eine lösbare Verbindung. Dies ermöglicht ein Auswechseln eines Materialverbundes.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erzeugen die Spannschrauben mittelbar über kraftverstärkende Keile die Druckvorspannung. Diese Konstruktion ermöglicht eine Reduzierung des Gewichts, weil kleinere Schrauben verwendet werden können. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weisen die Keile an einer ersten Seite Keilflächen auf, die mit einer keilförmigen Stirnfläche des zweiten Rahmenteils unter Bildung einer schiefen Ebene korrespondieren. Dadurch ist das zweite Rahmenteil gegenüber dem ersten Rahmenteil mittelbar über Keile verschieblich, um auf eine einfache Art und Weise eine hohe Druckvorspannung zu erzielen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Spannschauben in Bohrungen geführt sind, die radial im ersten Rahmenteil angeordnet sind. Weil die Spannschrauben radial geführt sind, sind die Keile radial über die Spannschauben verschieblich. Dies hat Vorteile beim Auswechseln eines Materialverbundes vom Fahrzeuginnenraum.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Rahmen ein drittes Rahmenteil auf, das ortsfest am ersten Rahmenteil gehaltert ist und ebenfalls eine keilförmige Stirnfläche aufweist. Keile an einer zweiten Seite, die der ersten Seite gegenüberliegen, weisen ebenfalls Keilflächen aufweist, die mit den keilförmigen Stirnflächen des dritten Rahmenteils korrespondieren. Bei dieser Konstruktion ergibt sich eine gute, beidseitig wirkende Kräfteverteilung.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Spannschrauben nicht nur durch die Bohrungen des ersten Rahmenteils geführt sind, sondern auch durch Bohrungen des dritten Rahmenteils. Dadurch ist das dritte Rahmenteil am ersten Rahmenteil über die Spannschauben ortsfest gehaltert. Mit Vorteil kommen den Spannschrauben eine Mehrfachfunktion zu. Dies führt zu einem geringen Gewicht.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Druckvorspannung einen Mindestwert σ_Dmin auf, der sich nach folgender Formel berechnet: $σ_{D m i n} = (F \times m \times g) / A_{F}$
mit

σ_Dmin = Druckvorspannung [N/m²],
F = ein Faktor, der mindestens den Wert 1 000, bevorzugt 2 000 und besonders bevorzugt 3 000 aufweist,
m = Masse [kg] des Panzerungsblockes,
g = Erdbeschleunigung [9,81 m/s², aufgerundet 10 m/s²],
A_F = Fläche [m²] einer Stirnseite eines Materialverbundes.

Der Mindestwert der Druckvorspannung bewirkt in Verbindung mit einem steifen Aufbau den Effekt, dass ein auftreffendes Projektil leichter in Einzelteile zerbrechen kann, die dadurch weniger Masse und damit eine geringere Durchschlagsleistung aufweisen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Schutzschichten der mindestens zwei Materialverbunde des Panzerungsblockes ausschließlich Schutzschichten aus einem Glaskeramikwerkstoff oder einem Glaswerkstoff. Glaskeramikwerkstoffe oder Glaswerkstoffe sind Werkstoffe mit einer hohen Druckfestigkeit. Daher eignen sich die Glaskeramikwerkstoffe oder Glaswerkstoffe dazu, mit einer Druckvorspannung eingespannt zu werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens eine aus einem Kunststoff bestehende Schutzschicht eines Materialverbundes außerhalb des Panzerungsblocks auf der der Fahrzeugbesatzung zugewandten Seite als Splitterschutz angeordnet. Wäre die Schutzschicht aus einem Kunststoff innerhalb des Panzerungsblockes angeordnet, würde die Druckvorspannung im Laufe der Zeit niedriger werden, weil Kunststoffe nachgeben und sich setzen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen:

1 eine Fensteranordnung zum Einbau in gepanzerte Fahrzeuge, in einer perspektivischen Schnittdarstellung;
2 die in 1 gezeigte Fensteranordnung, in einer perspektivischen Schnittdarstellung und teilweise als Explosionsdarstellung;
3 eine Gesamtansicht der Fensteranordnung, in perspektivischer Darstellung.

Die 1 zeigt eine Fensteranordnung 1 mit einer steifen Ausbildung zum Einbau in gepanzerte Fahrzeuge. Die Fensteranordnung umfasst einen Panzerungsblock 10. Der Panzerungsblock 10 umfasst transparente Materialverbunde 20a und 20b. Ferner umfasst der Panzerungsblock eine Schutzschicht 206 eines Materialverbundes 20c. Ebenso umfasst der Panzerungsblock 10 Abstandshalter 30a und 30b zur Ausbildung von Schotts 35a und 35b zwischen den benachbarten, transparenten Materialverbunden 20a, 20b und 20c, wobei die transparenten Materialverbunde 20a und 20b, die Schutzschicht 206 und die Abstandshalter 30a und 30b in einer axialen Richtung hintereinander angeordnet sind. Die Abstandshalter 30a und 30b, die Materialverbunde 20a und 20b und die Schutzschicht 206 sind steif und nicht als Dämpfungselemente ausgebildet. Der Panzerungsblock 10 weist in der axialen Richtung eine steife Ausbildung ohne zwischengeschaltete, nachgiebige Dämpfungselemente auf. Der Panzerungsblock 10 ist ohne zwischengeschaltete, nachgiebige Dämpfungselemente in einem Rahmen eingespannt. Der Rahmen ist mehrteilig und umfasst ein erstes Rahmenteil 41 und ein zweites Rahmenteil 42, welche den Panzerungsblock 10 axial umgreifen und über eine Spanneinrichtung mit einer Druckvorspannung einspannen.
Die Nachgiebigkeit der Fensteranordnung ist aufgrund des steifen Aufbaus in Verbindung mit der Druckvorspannung deutlich reduziert, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Fragmentbildung des Projektils beim Aufschlagen des Projektils auf den äußeren Materialverbund signifikant erhöht wird.
Die Spanneinrichtung umfasst Spannschauben 51, mit denen die auf den Panzerungsblock 10 einwirkende Druckvorspannung erzeugt ist. Die Spannschauben 51 erzeugen mittelbar über kraftverstärkende Keile 52 die Druckvorspannung. Die Keile 52 weisen an einer ersten Seite Keilflächen 52a auf, die mit einer keilförmigen Stirnfläche 42a des zweiten Rahmenteils 42 unter Bildung einer schiefen Ebene korrespondieren. Entsprechend ist das zweite Rahmenteil 42 gegenüber dem ersten Rahmenteil 41 über die Keile 52 verschieblich. Die Spannschauben 51 sind in Bohrungen 41b geführt sind, die radial im ersten Rahmenteil 41 angeordnet sind. Daher sind die Keile 52 radial über die Spannschauben 51 verschieblich. Der Rahmen weist ein drittes Rahmenteil 43 auf, das ortsfest am ersten Rahmenteil 41 gehaltert ist und ebenfalls eine keilförmige Stirnfläche 43b aufweist. Die Keile 52 weisen an einer zweiten Seite, die der ersten Seite gegenüberliegen, ebenfalls Keilflächen 52b auf, die mit den keilförmigen Stirnflächen 43b des dritten Rahmenteils 43 korrespondieren. Die Spannschrauben 51 sind auch durch Bohrungen 43a des dritten Rahmenteils 43 geführt. Dadurch wird das dritte Rahmenteil über die Spannschauben 51 gehaltert.
Der erste Materialverbund 20a ist der Bedrohungsrichtung zugewandt. Der zweite Materialverbund 20b ist mittig angeordnet. Der erste Materialverbund 20a und der zweite Materialverbund 20b weisen den gleichen beispielhaften Aufbau auf:

• als Schutzschicht eine Glaskeramikschicht 201,
• eine Klebeschicht 202,
• als weitere Schutzschicht eine Glaskeramikschicht 203,
• eine Klebeschicht 204 und
• als weitere Schutzschicht eine Glaskeramikschicht 205.

Die Klebeschichten 202, 204 und 207 sind dünne Klebefolien. Die Klebefolien sind beidseitig mit einem Klebstoff beschichtete PVC-Folien. Weil die Klebefolien dünn sind, wird die Nachgiebigkeit so gut wie nicht erhöht. Die Klebefolien 202, 204 und 207 weisen jeweils eine Dicke von kleinergleich 50 µm, vorzugsweise kleinergleich 30 µm auf. Der erste Materialverbund und der zweite Materialverbund werden in einem Autoklaven erzeugt.
Eine Alternative zu den Glaskeramikschutzschichfen stellen Glasschutzschichten, wie Float- oder Borosilikatglasschichten, dar. Jedoch ist der Temperatur-Ausdehnungskoeffizient der Glaskeramikschichten gegenüber Float- und Borosilikatglasschichten wesentlich geringer, so dass die Spannungen aufgrund von Temperaturunterschieden viel geringer sind.
Der dritte Materialverbund 20c ist der Bedrohungsrichtung abgewandt beziehungsweise der Fahrzeugbesatzung zugewandt. Der dritte Materialverbund 20c weist einen Aufbau mit folgenden Schutzschichten auf:

• als Schutzschicht eine Glaskeramikschicht 206,
• eine Klebeschicht 207 und
• als weitere Schutzschicht eine Polycarbonatschicht 208.

Die Polycarbonatschicht 208 dient als Splitterschutz für die Fahrzeugbesatzung. Die Polycarbonatschicht 208 ist zum einen formschlüssig mit einer Spielpassung durch das Rahmenteil 42 gehaltert. Eine verformbare Ausgleichsmasse 70 gleicht Fertigungstoleranzen aus. Ferner ist die Polycarbonatschicht 208 über die Klebeschicht 207 fest mit der eingespannten Glaskeramikschicht 206 verbunden und dadurch zusätzlich gehaltert.
Die optischen Eigenschaften und die elastische Verformbarkeit der Polycarbonatschicht 208 verschlechtern sich im Laufe der Jahre. Deshalb muss der dritte Materialverbund 20c regelmäßig ausgetauscht werden. Die Spanneinrichtung ermöglicht es, den dritten Materialverbund 20c auch vom Fahrgastinnenraum auszuwechseln. Dies erfolgt nach folgendem Einbauverfahren, das folgende Schritte aufweist:

• Herausschrauben der Spannschrauben 51, womit die Keile 52, das zweite Rahmenteil 42 und das dritte Rahmenteil 43 gehaltert waren.
• Abnehmen der Keile 52, des zweiten Rahmenteils 42 und des dritten Rahmenteils 43.
• Auswechselung des dritten Materialverbundes 20c.
• Zusammenbau der abgenommenen Teile.
• Einschrauben der Spannschrauben 51 unter Erzeugung der Druckvorspannung.

Die Schutzschichten 201, 203, 205 und 206 des Panzerungsblockes 10 sind ausschließlich Schutzschichten aus einem Glaskeramikwerkstoff oder alternativ einem Glaswerkstoff. Dies kommt einem Aufbringen und einem Erhalt einer hohen Druckvorspannung zu Gute.
Die Abstandshalter 30a und 30b sind aus einem Leichtmetall, wie Aluminium gefertigt. Leichtmetalle haben einen hohen E-Modul, der zu einer hohen Steifigkeit führt. Zwischen benachbarten Materialverbunden ist jeweils ein Abstandshalter angeordnet. Bezogen auf ein 7,62 mm - Kaliber, vor dem z.B. Schutz gewährt werden soll, weist jeder Abstandshalter eine Breite von mindestens dem zweifachen Durchmesser des Kalibers auf. Jeder Abstandshalter bildet mit benachbarten Materialverbünden ein Schott, welches mit Luft gefüllt ist. Durch das Schott kann sich ein Splitterkegel eines fragmentierten Geschosses ausbilden. Dadurch treffen die Fragmente beim Auftreffen auf den zweiten Materialverbund auf eine größere Oberfläche. Die Abstandshalter stützen sich mit planen Stirnflächenrändern gegenüber einem benachbarten Materialverbund ab. Die Abstandshalter weisen mindestens eine Höhe von 30 mm auf, um in axialer Richtung eine niedrige Flächenpressung und damit eine hohe Steifigkeit zu erzielen.
Das erste Rahmenteil 41 weist eine Abstützbundfläche auf, die den Rand des der Bedrohungsrichtung zugewandten transparenten Materialverbundes 20a abstützt. Die Abstützbundfläche ist plan gefertigt und weist wie der Abstandshalter mindestens eine Höhe von 30 mm auf. Dies kommt einer guten Abstützung und damit einer hohen Steifigkeit zu Gute.
Ebenso weist das zweite Rahmenteil 42 eine Anpressstirnfläche auf, die auf den der Bedrohungsrichtung abgewandten äußeren Rand des Materialverbundes 20c aufgrund der Druckvorspannung gepresst ist. Die Anpressstirnfläche ist plan gefertigt und weist wie der Abstandshalter mindestens eine Höhe von 30 mm auf. Dies kommt einer guten Abstützung und damit einer hohen Steifigkeit zu Gute.
Die drei transparenten Materialverbunde 20a, 20b und 20c sind nicht mit den Abstandshaltern 30a und 30b bzw. dem ersten Rahmenteil 41 oder zweiten Rahmenteil 42 verklebt, was ebenfalls zu einer hohen Steifigkeit führt. Denn die transparenten Materialverbunde 20a und 20b, die Schutzschicht 206 und die Abstandshalter 30a und 30b bilden aufgrund der Druckvorspannung den steifen Panzerungsblock 10. Allenfalls aus Gründen der Dichtigkeit könnte das erste Rahmenteil 41 mit dem ersten Materialverburtd 20a über eine dünne, nicht nachgiebige Klebeschicht verklebt sein.
Die Umfangsflächen der transparenten Materialverbunde 20a und 20b, der Schutzschicht 206 und der zwei Abstandshalter 30a, 30b sind gegenüber dem ersten Rahmenteil 41 mit einer elastischen Dichtmasse 60 abgedichtet.
Die Druckvorspannung weist einen Mindestwert σ_Dmin auf, der sich nach folgender Formel berechnet: $σ_{D m i n} = (F \times m \times g) / A_{F}$
mit

σ_Dmin = Druckvorspannung ( $[\frac{N}{m^{2}} = \frac{k g \times \frac{m}{s^{2}}}{m^{2}}];$
Druckkraft bezogen auf eine Fläche einer Stirnseite eines Materialverbundes),
F = ein Faktor, der mindestens den Wert 1 000, bevorzugt 2 000 und besonders bevorzugt 3 000 aufweist,
m = Masse [kg] des Panzerungsblockes 10, also die Masse der Materialverbunde 20a und 20b, der Schutzschicht 206 und der Abstandshalter 30a und 30b,
g = Erdbeschleunigung [9,81 m/s², aufgerundet 10 m/s²],
A_F = Pressfläche der Stirnseite eines Materialverbundes [m²].

Erstes Beispiel: Fläche A_F = 1 m², Masse des Panzerungsblockes m = 100 kg, Faktor F = 1000 $σ_{D m i n} = (F \times m \times g) / A_{F} = (1000 \times 100 \times 10) / 1 = 1000000 N / m^{2}$
Zweites Beispiel: Fläche A_F = 1 m², Masse der Materialverbunde m = 150 kg, Faktor F = 2 000 $σ_{D m i n} = (F \times m \times g) / A_{F} = (2000 \times 150 \times 10) / 1 = 3000000 N / m^{2}$
Drittes Beispiel: Fläche A_F = 1 m², Masse der Materialverbunde m = 150 kg, Faktor F = 3000 $σ_{D m i n} = (F \times m \times g) / A_{F} = (3000 \times 150 \times 10) / 1 = 4500000 N / m^{2}$
Die 2 zeigt die Fensteranordnung 1 teilweise in einer Explosionsdarstellung.
3 zeigt eine Gesamtansicht der Fensteranordnung 1. Diese Ansicht zeigt besonders gut das erste Rahmenteil 41, das dritte Rahmenteil 43 und den Panzerungsblock 10.
Bezugszeichenliste

1: Fensteranordnung
10: Panzerungsblock
20a, 20b, 20c: Materialverbunde
201: Glaskeramikschicht
202: Klebeschicht
203: Glaskeramikschicht
204: Klebeschicht
205: Glaskeramikschicht
206: Glaskeramikschicht
207: Klebeschicht
208: Polycarbonatschicht
30a, 30b: Abstandshalter
35a, 35b: Schott
41: erstes Rahmenteil
41b: Bohrung
42: zweites Rahmenteil
42a: keilförmigen Stirnflächen
43: drittes Rahmenteil
43a: Bohrung
43b: keilförmige Stirnfläche
51: Spannschaube
52: Keil
52a: Keilfläche
52b: Keilfläche
60: Dichtmasse
70: Ausgleichsmasse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2004/0058125 A1 [0002]
DE 102012102206 A1 [0003, 0006, 0012]
US 2012/0180638 A1 [0004, 0005, 0006, 0012]

Claims

Fensteranordnung (1) zum Einbau in gepanzerte Fahrzeuge, mit folgenden Merkmalen: a) die Fensteranordnung umfasst einen Panzerungsblock (10), b) der Panzerungsblock (10) umfasst mindestens zwei transparente Materialverbunde (20a, 20b, 20c) und mindestens einen Abstandshalter (30a, 30b) zur Ausbildung mindestens eines Schotts (35a, 35b) zwischen benachbarten, transparenten Materialverbunden (20a, 20b, 20c), wobei die mindestens zwei transparenten Materialverbunde (20a, 20b, 20c) und der mindestens eine Abstandshalter (30a, 30b) in einer axialen Richtung hintereinander angeordnet sind, c) die mindestens zwei Materialverbunde (20a, 20b, 20c) und der mindestens eine Abstandshalter (30a, 30b) sind steif und nicht als Dämpfungselemente ausgebildet, d) der Panzerungsblock (10) weist in der axialen Richtung eine steife Ausbildung ohne zwischengeschaltete, nachgiebige Dämpfungselemente auf, e) der Panzerungsblock (10) ist ohne zusätzliche, nachgiebige Dämpfungselemente in einem Rahmen eingespannt, f) der Rahmen ist mehrteilig und umfasst mindestens ein erstes Rahmenteil (41) und ein zweites Rahmenteil (42), welche den Panzerungsblock (10) axial umgreifen und mit einer Spanneinrichtung unter einer Druckvorspannung einspannen.
Fensteranordnung nach Anspruch 1, bei der die Spanneinrichtung Spannschauben (51) umfasst, mit denen die auf den Panzerungsblock (10) einwirkende Druckvorspannung erzeugt ist.
Fensteranordnung nach Anspruch 2, bei der die Spannschauben (51) mittelbar über kraftverstärkende Keile (52) die Druckvorspannung erzeugen.
Fensteranordnung nach Anspruch 3, bei der die Keile (52) an einer ersten Seite Keilflächen (52a) aufweisen, die mit keilförmigen Stirnflächen (42a) des zweiten Rahmenteils (42) unter einer jeweiligen Bildung einer schiefen Ebene korrespondieren.
Fensteranordnung nach Anspruch 4, bei der die Spannschauben (51) jeweils in Bohrungen (41b) geführt sind, die radial im ersten Rahmenteil (41) angeordnet sind.
Fensteranordnung nach Anspruch 5, bei der der Rahmen ein drittes Rahmenteil (43) aufweist, das ortsfest am ersten Rahmenteil (41) gehaltert ist und ebenfalls eine keilförmige Stirnfläche (43b) aufweist und bei der die Keile (52) an einer zweiten Seite, die der ersten Seite gegenüberliegen, ebenfalls Keilflächen (52b) aufweisen, die mit den keilförmigen Stirnflächen (43b) des dritten Rahmenteils (43) korrespondieren.
Fensteranordnung nach Anspruch 6, bei der die Spannschrauben (51) auch durch Bohrungen (43a) des dritten Rahmenteils (43) geführt sind.
Fensteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Druckvorspannung einen Mindestwert σ_Dmin aufweist, der sich nach folgender Formel berechnet: $σ_{D m i n} = (F \times m \times g) / A_{F}$
mit σ_Dmin = Druckvorspannung [N/m²], F = ein Faktor, der mindestens den Wert 1 000, bevorzugt 2 000 und besonders bevorzugt 3 000 aufweist, m = Masse [kg] des Panzerungsblockes (10), g = Erdbeschleunigung [9,81 m/s², aufgerundet 10 m/s²], A_F = Fläche [m²] einer Stirnseite eines Materialverbundes.
Fensteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der Schutzschichten (201, 203, 205, 206) der mindestens zwei Materialverbunde (20a, 20b, 20c) des Panzerungsblockes (10) ausschließlich Schutzschichten aus einem Glaskeramikwerkstoff oder einem Glaswerkstoff sind.
Fensteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der mindestens eine aus einem Kunststoff bestehende Schutzschicht (208) eines Materialverbundes (20c) außerhalb des Panzerungsblocks (10) auf der der Fahrzeugbesatzung zugewandten Seite als Splitterschutz angeordnet ist.