DE19933380A1 - Panzerungselement, insbesondere für Sicherheitskraftfahrzeuge - Google Patents

Panzerungselement, insbesondere für Sicherheitskraftfahrzeuge

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Panzerelement, insbesondere für Sicherheitskraftfahrzeuge, wobei das plattenförmige Grundelement (1) aus Panzerstahl hoher Elastizität besteht. Das Grundelement (1) weist zumindest bereichsweise an seinem Randbereich in Richtung zur Fahrzeugaußenseite (5) einen die Beschußsicherheit erhöhenden Streifen (2) aus einer oder mehreren Schichten (8) auf.

Description

Die Erfindung betrifft ein Panzerungselement, insbesondere für Sicherheitskraftfahrzeuge, wobei das Panzerungselement aus einem plattenförmigem Grundkörper aus Panzerstahl hoher Elastizität besteht.
Gepanzerte Fahrzeuge sind in großer Vielzahl bekannt. Aufgrund zunehmender Durchschlagskraft der Geschosse und Verwendung von Sprengstoffen bei Attentaten steigen auch die Anforderungen an die Panzerung der Fahrzeuge. Bei einer hohen Durchschlagkraft der Panzerungselemente sollen diese ein möglichst geringes Gewicht aufweisen. Daher kommen immer häufiger Leichtpanzerungselemente aus Faserverbundwerkstoffen zum Einsatz, die insbesondere im Randbereich eine nur ungenügende Beschußsicherheit gewährleisten. Dazu wurde gemäß DE 197 29 979 C1 ein beschußsicheres Innenverkleidungsteil entwickelt, welches längs seines Randes einen Stahlblechstreifen aufweist, aber einen großen Bauraum beansprucht. Daher kann man für bestimmte Ausführungen mit eingeschränktem großem Bauraum diese Leichtpanzerungselemente nicht einsetzen. In einem solchen eingeschränkten Bauraum kommen nur Panzerungselemente aus Panzerstahl zur Anwendung.
Mit einem Panzerstahl hoher Elastizität und somit guter dreidimensionaler Umformbarkeit ist es möglich, die Konturen der Karosserie nachzuformen. Dabei biegt sich jedoch der Randbereich des Panzerungselementes bei Randzonenbeschuß um und ein Geschoß kann in den Fahrzeuginnenraum eindringen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Panzerungselement für Sicherheitsfahrzeuge zu entwickeln, welches einen geringen Bauraum beansprucht und einen optimalen Schutz bei Randbeschuß gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst.
Dabei besteht das Panzerungselement aus einem plattenförmigem Grundelement aus Panzerstahl hoher Elastizität und guter Umformbarbarkeit und ist erfindungsgemäß zumindest bereichsweise im Randbereich der an seiner zum Fahrgastraum entgegenliegenden Seite (nach außen in Beschußrichtung weisenden Seite) mit mindestens einem Streifen versehen, der die Beschußsicherheit erhöht. Dabei kann der Streifen aus dem Werkstoff des Grundelementes oder aus einem Werkstoff bestehen, der eine vielfach höhere Festigkeit als das Grundelement aufweist. Vorteilhafter Weise ist dabei das Grundelement zur Fahrzeugaußenseite hin abgewinkelt und der Streifen in dem sich bildenden Profil angeordnet.
Vorzugsweise wird der Streifen dabei längs am angewinkelten Profilbereich befestigt, so daß er am nicht abgewinkelten Profilbereich des Grundelementes anliegt.
Der Panzerstahl des Grundelementes hat insbesondere eine Brinellhärte von ca. 200 HB und eine Zugfestigkeit von ca. 900 bis 1000 N/mm2 und die Dicke liegt in einer Größenordnung von 1,5 bis 3 mm. Bevorzugt wird ein Stahl mit einer Zusammensetzung von 1,19 bis 1,22 Gew.-% C, 0,38 bis 0,41 Gew.-% Si, 12,25 bis 12,26 Gew.-% Mn, 0,056 bis 0,057 Gew.-% P, 0,005 bis 0,007 Gew.-% S und 0,11 bis 0,48 Gew.-% Cr verwendet. Der Streifen besteht bevorzugt aus Panzerstahl mit höchster Festigkeit und hat vorzugsweise eine Härte von ca. 400 bis 530 HB und eine Zugfestigkeit von ca. 1375 bis 1600 N/mm2 und hat bei leichter bis mittlerer Panzerung eine Dicke in der Größenordnung von 0,5 bis 4,5 mm, bei schwerer Panzerung von 4,5 bis 10 mm. Bevorzugt wird ein Stahl mit einer Zusammensetzung von 0,26 bis 0,32 Gew.-% C, 0,10 bis 0,40 Gew.-% Si, 0,50 bis 0,80 Gew.-% Mn, 1,00 bis 1,50 Gew.-% Cr, 0,10 bis 0,50 Gew.-% Mo sowie jeweils maximal 0,015 Gew.-% P, 0,010 Gew.-% S und 0,050 Gew.-% Al eingesetzt.
Der Streifen wird am Grundelement vorzugsweise durch eine stoffschlüssige Verbindung z. B. durch Kleben, Löten oder Schweißen, insbesondere unter Verwendung von Zusatzwerkstoff oder mittels Widerstandsschweißen ohne Zusatzwerkstoff befestigt.
Neben der Anwendung eines Streifens aus Stahl ist es auch möglich, einen Streifen aus einem nichtmetallischen Werkstoff mit hohen ballistischen Eigenschaften, insbesondere Keramik, Faserverbundwerkstoff, insbesondere mit Fasern aus einem hochfestem Werkstoff oder mit eingebettetem Keramikinlett und/oder Keramikteilchen oder Ceran, einzusetzen. Solch ein Streifen wird angeklebt und weist bei leichter bis mittlerer Panzerung eine Dicke in der Größenordnung von 0,5 bis 4,5 mm, bei schwerer Panzerung von 4,5 bis 10 mm auf.
In einer besonderen Ausführungsform kann der Streifen auch aus einzelnen Schichten bestehen, die bevorzugt durch Auftragsschweißen auf den Randbereich des Randelementes aufgebracht worden sind.
Durch den Einsatz des Streifens in ansonsten kritischen Bereichen, beispielsweise in Randbereichen der Karosserie, wird die erforderliche Beschußsicherheit eines Sicherheitskraftfahrzeuges gewährleistet, da durch die Verwendung von Panzerstahl mit einer höheren Festigkeit für den Streifen als für das Grundelement ein Eindringen eines Geschosses in den Fahrzeuginnenraum zuverlässig verhindert wird.
Der Erfindung vorangegangene umfangreiche Untersuchungen der eigentlich naheliegenden Verstärkung des Randbereiches mit dem Werkstoff des Grundmaterials konnten die erforderliche Beschußsicherheit des Randbereiches nicht gewährleisten. Daher war es überraschend, daß bei Einsatz eines Streifens aus hochfestem Werkstoff der Randbereich nicht mehr weggebogen wurde. Insbesondere durch die Abwinklung des Grundelements in Verbindung mit dem in der Abwinklung befestigtem Stahlstreifen konnten bei Anwendung eines Grundelementes aus umformbarem Panzerstahl nicht erwartete hervorragende ballistische Eigenschaften erzielt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1: an der Karosserie angeordnetes Panzerungselement mit umlaufendem Streifen im Querschnitt
Fig. 2: Schnitt durch den Randbereich eines im stumpfen Winkel im Randbereich abgebogenen Panzerungselementes
Fig. 3: Schnitt durch einen geradlinigen Endbereich mit mehrschichtigem Streifen.
Fig. 4: Schnitt durch ein Panzerungselement mit durch Auftragsschweißen erzeugtem Streifen
In Fig. 1 ist der Querschnitt einer Ausführungsform eines an der Karosserie K angeordneten Panzerungselementes dargestellt. Das Grundelement 1 ist dabei von der Fahrzeuginnenseite 4 weg in Richtung zur Fahrzeugaußenseite 5 hin an seinem Ende 7 rechtwinklig abgebogen und hat im Randbereich 6 zur Fahrzeugaußenseite 5 hin einen Streifen 2 aus hochhartem metallischen ballistisch wirksamen Werkstoff, der an seinen Längskanten mit dem Grundelement mittels Hilfsstoff 3 in Form von Schweißdraht verschweißt ist.
An dem in der Schnittdarstellung gegenüberliegendem Ende ist das Grundelement 1 geradlinig ausgebildet und ebenfalls im Randbereich 6 mit einem Streifen 1 aus z. B. hochfestem Stahl versehen.
Ein Panzerungselement mit einem stumpfwinklig zur Fahrzeugaußenseite gebogenem Endbereich 6 des Grundelements 1 mit einem ebenfalls mit Hilfsmaterial 3 angeschweißtem Streifen 2 zeigt Fig. 2.
Eine weitere Ausführungsform mit einem geradlinigen Endbereich 6 des Grundelementes 2 ist in Fig. 3 dargestellt. Der Streifen 2 besteht dabei aus mehreren Schichten 8 z. B. aus keramischem Werkstoff oder Glaskeramik und ist aufgeklebt.
Es ist weiterhin möglich, den Endbereich 6 des Grundkörpers 1 des Panzerungselementes mit einem Streifen 2 zu versehen, der durch Auftragsschweißen erzeugt wurde. Der dabei verwendete Zusatzwerkstoff 3 muß ebenfalls aus hartem Werkstoff mit guten ballistischen Eigenschaften bestehen.
Durch die Erfindung wird insgesamt ein Panzerungselement aus dehn- und umformbarem Stahl geschaffen, welches geringen Bauraum benötigt und einem Randzonenbeschuß standhält.

Claims (26)

1. Panzerungselement, insbesondere für Sicherheitskraft­ fahrzeuge, bestehend aus einem plattenförmigem Grundelement (1) aus Panzerstahl hoher Elastizität, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundelement (1) zumindest bereichsweise an seinem Randbereich in Richtung zur Fahrzeugaußenseite (5) einen die Beschußsicherheit erhöhenden Streifen (2) aus einer oder mehreren Schichten (8) aufweist.
2. Panzerungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (2) aus dem Werkstoff des Grundelementes (1) besteht.
3. Panzerungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (2) eine im Vergleich zum Grundelement (1) vielfach höhere Festigkeit aufweist.
4. Panzerungselement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundelement (1) aus dehn- und umformbarem Panzerstahl besteht.
5. Panzerungselement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (2) aus Panzerstahl höchster Festigkeit besteht.
6. Panzerungselement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Panzerstahl des Grundelementes (1) eine Härte von ca. 200 HB und eine Zugfestigkeit von ca. 900 bis 1000 N/mm2 aufweist.
7. Panzerungselement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl des Grundelementes (1) eine Zusammensetzung von 1,19 bis 1,22 Gew.-% C, 0,38 bis 0,41 Gew.-% Si, 12,25 bis 12,26 Gew.-% Mn, 0,056 bis 0,057 Gew.-% P, 0,005 bis 0,007 Gew.-% S und 0,11 bis 0,48 Gew.-% Cr aufweist.
8. Panzerungselement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Panzerstahl des Streifens (2) eine Härte von ca. 400 bis 530 HB und eine Zugfestigkeit von ca. 1375 bis 1600 N/mm2 aufweist.
9. Panzerungselement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Panzerstahl des Streifens eine Zusammensetzung von 0,26 bis 0,32 Gew.-% C, 0,10 bis 0,40 Gew.-% Si, 0,50 bis 0,80 Gew.-% Mn, 1,00 bis 1,50 Gew.-% Cr, 0,10 bis 0,50 Gew.-% Mo sowie jeweils maximal 0,015 Gew.-% P, 0,010 Gew.-% S und 0,050 Gew.-% Al aufweist.
10. Panzerungselement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundelement (1) eine Dicke in der Größenordnung von 1,5 bis 3 mm aufweist.
11. Panzerungselement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (2) bei leichter bis mittlerer Panzerung eine Dicke in der Größenordnung von 0,5 bis 4,5 mm aufweist.
12. Panzerungselement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (2) bei schwerer Panzerung eine Dicke in der Größenordnung von 4,5 bis 10 mm aufweist.
13. Panzerungselement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundelement (1) und der Streifen (2) durch eine stoffschlüssige Verbindung miteinander befestigt sind.
14. Panzerungselement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundelement (1) und der Streifen (2) durch Kleben, Löten oder Schweißen miteinander verbunden sind.
15. Panzerungselement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahleinlage unter Anwendung von Zusatzwerkstoff oder mittels Widerstandsschweißen ohne Zusatzwerkstoff an das Grundelement (1) angeschweißt ist.
16. Panzerungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (2) aus einem nichtmetallischen Werkstoff mit hohen ballistischen Eigenschaften besteht.
17. Panzerungselement nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (2) aus Keramik besteht.
18. Panzerungselement nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (2) aus einem Metall- Keramik-Verbundwerkstoff besteht.
19. Panzerungselement nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (2) aus einem Faserverbundwerkstoff besteht.
20. Panzerungselement nach Anspruch 16 und/oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (2) aus einem Faserverbundwerkstoff mit Fasern aus hochfestem Werkstoff besteht.
21. Panzerungselement nach Anspruch 16 und/oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (2) aus einem Faserverbundwerkstoff mit eingebettetem Keramikinlett und/oder Keramikteilchen besteht.
22. Panzerungselement nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (2) aus Ceran besteht.
23. Panzerungselement nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (2) an das Grundelement (1) angeklebt ist.
24. Panzerungselement nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (2) bei leichter bis mittlerer Panzerung eine Dicke in der Größenordnung von 0,5 bis 4,5 mm aufweist.
25. Panzerungselement nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (2) bei schwerer Panzerung eine Dicke in der Größenordnung von 4,5 bis 10 mm aufweist.
26. Panzerungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten (8) des Streifens (2) durch Auftragsschweißen auf den Randbereich des Grundelementes (1) aufgebracht worden sind.
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