DE19958594A1 - Selbstlehrende Panzerung für Fahrzeuge - Google Patents

Abstract

Es wird ein Fahrzeug beschrieben, das mit mehreren sich berührenden Panzerungselementen gepanzert ist und sich dadurch auszeichnet, dass im Bereich der Berührungsfläche jeweils zweier Panzerungselemente (10, 20) das eine Panzerungselement (20) wenigstens einen angeformten Zapfen (40) und das andere Panzerungselement (10) an der im zusammengesetzten Zustand dieser beiden Panzerungselemente jeweils korrespondierenden Stelle einen Durchbruch (30) als Zapfenaufnahme aufweist und dass Zapfen und Zapfenaufnahme eine im Wesentlichen spielfreie Steckverbindung bilden, wobei die Länge des Zapfens maximal gleich der Tiefe der Zapfenaufnahme in Steckrichtung ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Konzept zur Panzerung von PKW, LKW und Geländefahr­ zeugen für den zivilen, behördlichen oder militärischen Einsatz. Solche Panzerungen setzen sich in der Regel aus einzelnen Panzerungselementen, beispielsweise Panzerplatten, zusammen. Die einzelnen Panzerungselemente werden in der Fahr­ zeugkarosserie zu einer beschusssicheren Panzerung zusammengesetzt und ver­ bunden. Als Verbindung eignet sich üblicherweise das Verschweißen oder das Verschrauben aneinander angrenzender Panzerungselemente. Die Anwendung beider bekannter Verfahren beim Zusammenbau von Panzerungselementen beinhal­ tet jedoch Probleme.

Das Verschweißen zweier benachbarter Panzerplatten geschieht danach zunächst zum Zweck des Heftens an einzelnen Punkten und dann entlang des gesamten Spaltes, der sich zwischen den Berührungsflächen ausbildet. Die regelmäßig sehr schweren Panzerungselemente müssen während des Schweißens durch Einbauleh­ ren exakt in ihrer vorbestimmten Einbauposition in der Karosserie gehalten werden. Außerdem bedarf es zum konstruktionsgemäßen Zusammenfügen der einzelnen Panzerungselemente eines Schweißplans, der angibt, an welchen Stellen die Schweißpunkte und in welchen Teilstücken die Schweissnaht aufzubringen ist.

Die erwähnten Einbaulehren sind einerseits in ihrer Herstellung sehr aufwendig und benötigen andererseits eine regelmäßige Pflege, sowie ständige Toleranzkontrollen. Da es sich bei gepanzerten Fahrzeugen in der Regel um Einzelanfertigungen han­ delt, ist der Bau solcher Einbaulehren besonders unrentabel. Daneben ist deren Einsatz bei oftmals schwer zugänglichen Panzerungselementen kompliziert und somit auch sehr zeitaufwendig. Insgesamt ergeben sich daraus sehr hohe Ferti­ gungskosten.

Bei einem Verschweißen entlang der Fuge zwischen den zu verbindenden Elemen­ ten entstehen grundsätzlich noch weitere Probleme. Das Gefüge der gehärteten Panzerungselemente wird durch das Aufschmelzen an der Schweißnaht lokal verän­ dert, so dass sich dort eine Verminderung der Härte ergibt und die Panzerung an diesen Stellen geschwächt wird. Außerdem ist in der Regel ein Verzug der Elemen­ te durch lokales Erhitzen zu beobachten. Dadurch können Maßtoleranzen oftmals nur schwer eingehalten werden. Als weiterer Nachteil beim Aufbringen einer Schweißnaht tritt der wulstige Materialauftrag in Erscheinung. Dieser muss an Stellen, an denen er stört, nachträglich durch Schleifen wieder entfernt werden. Dabei besteht grundsätzlich die Gefahr, dass die Verbindung instabil wird, wenn zuviel von der Schweißnaht wieder entfernt wird. Erhebliche Probleme bereitet auch die große Menge von Schleifstaub.

Im Gegensatz dazu hat die Verbindung von Panzerungselementen durch Verschrau­ bungen den Vorteil, dass das Ausrichten vor dem Zusammenfügen entfallen kann, da die Ausrichtung durch die Bohrungen vorgegeben ist und dass eine Schwächung der Panzerungselemente durch Aufschmelzen des Materials ausgeschlossen wer­ den kann. Jedoch bilden die Schrauben selbst eine Schwachstelle in der Panze­ rung. Diese Schwachstellen werden nach dem Stand der Technik durch Hinter­ panzerung, d. h. durch ein zusätzliches Anbringen von gehärteten Panzerplatten, die die Schrauben vollständig überdecken, ausgebessert. Die Hinterpanzerung bedeutet demnach aber eine zusätzliche Materialschicht und ist daher sehr platzund arbeitsaufwendig. Dies führt an Stellen mit geringem Einbauplatz zu Problemen. Zudem bedeutet die zusätzliche Anbringung der Stahlplatten zur Hinterpanzerung auch noch ein sehr unerwünschtes Mehrgewicht.

Weiterhin bedeuten das Bohren der Befestigungslöcher für die Verschraubung und auch das Anbringen der Hinterpanzerung gegenüber dem Verschweißen einen zusätzlichen Arbeitsgang, wodurch sich auch das Verschrauben als eine insgesamt teure Verbindungslösung darstellt.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, das Panzern von Fahrzeugen zu vereinfachen und kostengünstiger zu gestalten, ohne Verschlechterungen gegen­ über den bisher erreichten Sicherheitsstandards in Kauf nehmen zu müssen.

Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vor­ teilhaft erweisen sich dabei die Ausführungsformen gemäß der Untersansprüche 2 bis 9.

Der Kern der Lösung gemäß Anspruch 1 besteht darin, die Panzerungselemente mittels einer speziellen Formschlussverbindung in ihrer relativen Lage und in ihrer Soll-Lage innerhalb der Karosserie so zu sichern und festzulegen, dass zu ihrer voll­ ständigen Verbindung nur noch wenige Schweissstellen nötig sind und die uner­ wünschten Einbaulehren und Schweisspläne entfallen können.

Die Erfindung ist nachstehend beispielsweise anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung einen Ausschnitt aus zwei rechtwinklig zusammengefügten Panzerplatten;

Fig. 2 eine Ansicht der Unterseite eines T-förmigen Bauteils, das aus zwei Panzerungselementen zusammengefügt ist;

Fig. 3 eine Stirnansicht des Bauteils gemäß Fig. 2 und

Fig. 4 eine teilgeschnittene Seitenansicht des Bauteils von Fig. 2.

Zwei Panzerungselemente in Form von Panzerplatten 10, 20 sind gemäß Fig. 1 an jeweils einer ihrer Kanten rechtwinklig und formschlüssig zusammengefügt. Sie berühren sich flächig, indem die Stirnfläche 22 der Panzerplatte 20 auf einem Streifen einer Oberfläche der Panzerplatte 10, die an deren Stirnfläche 12 angrenzt, flächig aufliegt. Die (in der Darstellung rechtwinklige) Orientierung der Stirnfläche 22 zu den Oberflächen der Panzerplatte 20 legt die relative (und in der Darstellung gemäß Fig. 1 rechtwinklige) Winkellage der beiden Panzerplatten zueinander fest.

Die Panzerplatte 10 weist an ihrer dargestellten Stirnfläche 12 einen von dort ein­ gelassenen Durchbruch als Zapfenaufnahme in Form einer u-förmige Nut 30 mit pa­ rallelen Seitenwänden auf, in die ein von der Stirnfläche 22 der Panzerplatte 20 senkrecht abstehender und mit Dachflächen 42, 44 versehener Zapfen 40 pass­ genau hineingreift. Durch Verändern der Abmessungen der Nut 30 (oder des Zapfens 40) lässt sich erreichen, dass die Panzerplatte 20 um die Achse ihres Zapfens 40 in genau vorbestimmter Weise verdreht mit der Panzerplatte 10 zu­ sammengefügt werden kann. Das passgenaue Hineingreifen des Zapfens in die Nut bewirkt, dass die beiden Panzerplatten in vorbestimmter Relativlage formschlüssig miteinander verbunden sind; sie können sich nach dem Zusammenstecken nur noch in einer ersten, bei einer u-förmigen Nut zusätzlich nur noch in einer zweiten Richtung relativ zueinander bewegen. Eine ungewollte Bewegung sowohl in der ersten Richtung (axial zum Zapfen) als auch in der zweiten Richtung (parallele Verschiebung des Zapfens gegenüber seiner Solllage) läßt sich bis zur endgültigen Fixierung bequem durch die die Schwerkraft ausnutzende Anordnung der Zapfen und Nuten an den verschiedenen Panzerplatten und notfalls ergänzend durch Verkeilen gegenüber der Karosserie vermeiden.

Die Einbaulage und -position der Panzerungselemente ist bei dieser Ausgestaltung folglich allein durch die Form der Bauteile vorgegeben. Die Einbaulehre des Standes der Technik ist somit nicht mehr erforderlich.

Der Zapfen 40 weist aufgrund seiner Dachflächen 42, 44 eine konische Form auf, durch die zum einen das Zusammenfügen der Panzerplatten erleichtert wird und durch die sich zum anderen aber auch keilförmige Hohlräume zwischen der Nut 30 und dem Zapfen 40 bilden, die beim endgültigen Verbinden der beiden Panzer­ platten 10, 20 durch Schweißgut aufgefüllt werden, ohne dass sich dabei eine wulstartige Schweißnaht ergibt. Es kann so genügend Schweißgut in die Fuge eingebracht werden, um eine stabile Verbindung zu erzielen, ohne dass ein nach­ trägliches verbindungsschwächendes Beschleifen der Naht erforderlich wird.

Die Fig. 2 bis 4 zeigen eine ähnliche Anordnung zweier Panzerungselemente 10', 20'. Das Element 10' ist hier mit seiner einen Stirnseite mittig auf einer der Oberflächen des Elementes 6 positioniert, so dass die beiden Elemente ein t- förmiges Profil bilden. Die Formschlussverbindung wird dabei durch das Ineinander­ greifen des einstückig vom Element 10' abstehenden Zapfens 40' in den mittig in dem Element 20' befindlichen Durchbruch 30' erzeugt. Dadurch ist die relative Anordnung beider Panzerungselemente in allen Richtungen vorgegeben. Eine Ein­ baulehre kann auch hier völlig entfallen. Beide Elemente 10' und 20' werden nach dem Herstellen der Formschlussverbindung in der beschriebenen Weise und an den zuvor erwähnten Stellen verschweisst. Die Vorteile der konischen Formgebung des Zapfens 40' sind dabei wiederum dieselben.

In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist die Höhe des Zapfens über der seine Basis bildenden Stirnfläche des Panzerungselementes gleich oder etwas geringer als die Dicke des angrenzenden, den zugehörigen Durchbruch aufweisen­ den zweiten Panzerungselementes. Alternativ kann vorgesehen sein, die Tiefe des Durchbruchs in Steckrichtung der Formschlussverbindung kleiner zu machen als die Dicke des Panzerungselementes, so dass dieser Durchbruch das Panzerungsele­ ment nur partiell durchsetzt und einen verschlossenen Boden aufweist. Die Höhe des Zapfens wird dann entsprechend angepasst. Jedoch kann man in diesem Fall den Vorteil des Verschweissens der Elemente in den Hohlräumen des Durchbruchs nicht nutzen.

Es versteht sich im Übrigen, dass für jede Formschlussverbindung eine beliebige Zahl von Zapfen/Durchbrüchen vorgesehen sein und die Zapfen zylindrisch oder kegelstumpfförmig mit entsprechender Formgebung der Durchbrüche hergestellt werden können.

Claims (9)

1. Mit mehreren sich berührenden Panzerungselementen gepanzertes Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet,
dass im Bereich der Berührungsfläche jeweils zweier Panzerungselemente (10,20) das eine Panzerungselement (20) wenigstens einen angeformten Zapfen (40) und das andere Panzerungselement (10) an der im zusammengesetzten Zustand dieser beiden Panzerungselemente jeweils korrespondierenden Stelle einen Durchbruch (30) als Zapfenaufnahme aufweist und
dass Zapfen und Zapfenaufnahme eine im Wesentlichen spielfreie Steckverbindung bilden, wobei die Länge des Zapfens maximal gleich der Tiefe der Zapfenaufnahme in Steckrichtung ist.

2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Berührungsflächen der Panzerungselemente (10,20) durch die Stirnkante eines Panzerungselementes gebildet wird, von welcher der Zapfen (40) einstückig angeformt absteht.

3. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zapfenaufnahme (30) im Bereich des Randes eines Panzerungselementes (10) liegt und eine zum Rand hin offene Nut bildet.

4. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zapfenaufnahme (30) eine geschlossenen Einsenkung in ein Panzerungs­ element bildet.

5. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zapfenaufnahme (30) das Panzerungelement in Steckrichtung vollständig durchbricht.

6. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (40) eine konische vom seinem Ansatz am Panzerungselement zu seinem äußeren Ende hin sich verjüngende Form aufweist und so dimensioniert ist, dass die paarweise zusammengefügten Panzerungselemente in der Ebene senkrecht zur Zapfenachse zumindest bis auf eine Richtung unverrückbar sind.

7. Fahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände der Zapfenaufnahme (30) und/oder die Wände des Zapfens (40) derart zueinander ausgerichtet sind, so dass sich im zusammengesteckten Zustand der Panzerungselemente mindestens ein vom freien Ende des Zapfens aus zugäng­ licher Hohlraum zwischen dem Zapfen und der Zapfenaufnahme befindet.

8. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei sich berührende Panzerungselemente im Bereich des Zapfens und der Zapfenaufnahme verschweißt sind.

9. Fahrzeug nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schweißgut die Hohlräume mindestens teilweise ausfüllt.