DE4437155A1 - Schockabsorbierendes Bodenelement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein schockabsorbierendes Bodenelement.

Bei der Marine, und insbesondere im militärischen Bereich, besteht die grundsätzliche Forderung, daß auch bei schweren Schockbelastungen einerseits die für die Einsatzfähigkeit des Schiffes erforderlichen Geräte geschützt werden und daß andererseits die Verletzungsgefahr für Besat­ zungsmitglieder auf ein Minimum reduziert wird. Um stehende Besatzungs­ mitglieder gegen eine Schockbelastung zu schützen, kann grundsätzlich vorgesehen werden, das entsprechende Deck mit Gummi-Absorbern in Form von Schwingmetallen oder mit Elastomer-Absorbern oder mit Hydraulik-Ab­ sorbern oder mit Absorbern mit plastischer Verformung, wie Waben- oder Gitterelementen, zu versehen oder elastisch gelagerte Sekundärböden vor­ zusehen. Die bisher bekannt gewordenen Lösungen sind wegen ihrer großen Bauhöhe nicht zufriedenstellend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein schockabsorbierendes Bodenelement zu schaffen, das in hohem Maße schockabsorbierend wirkt und dabei leicht ist und eine geringe Bauhöhe aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspru­ ches 1 gelöst. Die untere und insbesondere die obere Platte können sehr steif, also sehr biegefest ausgebildet werden. Die halbschalenförmigen Federungs-Dämpfungs-Elemente weisen einen relativ großen Verformungsweg auf. Da bei einer Schockbelastung bei diesen halbschalenförmigen Fede­ rungs-Dämpfungs-Elementen die Streckgrenze überschritten wird, werden sie bleibend verformt, d. h. die Rückstellkraft ist verhältnismäßig gering, und zwar insbesondere geringer als bei herkömmlichen Federungselemen­ ten. Die halbschalenförmigen Federungs-Dämpfungs-Elemente absorbieren also einen großen Teil der eingebrachten Energie. Die Verletzungsgefahr für auf dem erfindungsgemaßen Bodenelement stehende Besatzungsmitglieder ist bei einer Schockbelastung stark reduziert.

Zahlreiche vorteilhafte und zum Teil erfinderische Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein schockabsorbierendes Bodenelement,

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Bodenelement entsprechend der Schnittlinie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Einzelheit aus Fig. 2 in vergrößertem Maßstab und

Fig. 4 einige weitere Ausführungsformen von Federungs-Dämpfungs-Ele­ menten.

Ein schockabsorbierendes Bodenelement weist eine untere Platte 1 und eine hierzu parallele obere Platte 2 auf. Die Platten 1, 2 sind rechteckig und im dargestellten Ausführungsbeispiel quadratisch ausgebildet, so daß das Bodenelement die Form einer quadratischen Platte aufweist, deren Kanten­ länge a derart ausgebildet ist, daß diese Bodenelemente wie ein Fußbo­ denbelag auf einem Deck verlegt werden können.

Die untere Platte 1 und die obere Platte 2 sind durch halbschalenförmige Federungs-Dämpfungs-Elemente 3 miteinander verbunden. Diese Federungs- Dämpfungs-Elemente 3 weisen einen halbzylindrischen Abschnitt 4 auf, an den sich jeweils ein Flanschsteg 5 bzw. 6 erstreckt, die zueinander parallel sind. Der Flanschsteg 5 liegt gegen die Innenseite 7 der unteren Platte 1 und der Flanschsteg 6 gegen die Innenseite 8 der oberen Platte 2 an, wobei als Innenseiten 7, 8 die einander zugewandten Seiten der unte­ ren Platte 1 der oberen Platte 2 bezeichnet werden. Die Flanschstege 5, 6 sind mit der jeweiligen Platte 1, 2 mittels Nieten 9, und zwar insbeson­ dere Blindnieten, fest verbunden. Die halbschalenförmigen Federungs- Dämpfungs-Elemente 3 sind parallel zu den Seitenkanten 10 der unteren Platte 1 bzw. den Seitenkanten 11 der oberen Platte 2 angeordnet. Sie verlaufen benachbart zu diesen Seitenkanten 10, 11 und erstrecken sich weitgehend über die Kantenlänge a der Seitenkanten 10, 11 wie Fig. 1 er­ kennen läßt. Die halbzylindrischen Abschnitte 4 der Elemente 3 erstrecken sich konkav zu den Seitenkanten 10, 11 hin, während die Flanschstege 5, 6 der einander gegenüberliegenden Elemente 3 aufeinanderzu in den zwi­ schen den Platten 1, 2 gebildeten Raum 12 hinein gerichtet sind.

Die untere Platte 1 besteht aus einer Verbundplatte 13 in Leichtbauweise. Sie weist - wie Fig. 3 erkennen läßt - ein unteres Deckblech 14, ein obe­ res Deckblech 15 und ein zwischen diesen Deckblechen 14, 15 angeordnetes und mit diesen fest verbundenes Wellblech 16 mit Trapezquerschnitt auf.

Die obere Platte 2 besteht aus zwei Verbundplatten 13, die um 90° ge­ geneinander versetzt angeordnet sind, so daß die Wellbleche 16 um 90° gegeneinander versetzt verlaufen. Diese beiden Verbundplatten 13 sind flächig miteinander verbunden, und zwar durch eine Klebstoffschicht 17. Auf der oberen Platte 2 kann auch ein hartelastischer trittfester Boden­ belag 18 angebracht sein.

Die Verbundplatten 13 haben eine Dicke b im Bereich von 5 mm, wobei die Dicke c der Deckbleche 14 bzw. 15 nur im Bereich von jeweils 10% der Dicke b liegt. Die Dicke d des Wellblechs 16 liegt nur im Bereich von 4% der Dicke b der Verbundplatte 13, so daß insgesamt die Verbundplatte 13 eine hohe Biegefestigkeit hat, aber sehr leicht ist, wobei hinzukommt, daß die Deckbleche 14, 15 und das Wellblech 16 aus Aluminium bestehen.

Die vorstehenden Ausführungen zur Verbundplatte 13 gelten in gleicher Weise für die Verbundplatten der oberen Platte 2.

Die halbschalenförmigen Federungs-Dämpfungs-Elemente 3 weisen eine Dicke e auf, die etwa doppelt so dick ist wie die Dicke c der Deckbleche 14, 15 und im Bereich von 1 mm liegt. Die Höhe f des Raums 12 ist etwa 30 bis 40 und insbesondere 35 mal so groß wie die Dicke e der Elemente 3 und damit etwa 7 mal so groß wie die Dicke b der Verbundplatten 13. Diese Höhe f kann fast vollständig als Absorptions- bzw. Deformationsstrecke der Elemente 3 ausgenutzt werden, da die Dicke e der Elemente 3 sehr klein ist im Vergleich zur Höhe f des Raums 12. Diese Höhe f ist iden­ tisch dem Abstand f der oberen Platte 2 von der unteren Platte 1. Die Federungs-Dämpfungs-Elemente 3 bestehen bevorzugt aus halbhartem durch Kaltverformung verformtem AlMg mit einer verhältnismäßig hohen Streck­ grenze. Aus den vorstehenden Angaben ergibt sich, daß die Gesamthöhe g des schockabsorbierenden plattenförmigen Bodenelementes nur zwischen 50 und 60 mm liegt.

Durch den geschilderten Aufbau der oberen Platte 2 aus zwei Verbund­ platten 13, die selber wieder zu einer Verbundplatte zusammengefügt sind wird erreicht, daß die obere Platte 2 extrem biegefest ist und bei einer Schockbelastung die gesamte Energie von den halbschalenförmigen Fede­ rungs-Dämpfungs-Elementen 3 aufgenommen wird. Die untere Platte 1 braucht dagegen nicht derart biegesteif zu sein, da die Bodenelemente insgesamt auf ein Deck aufgelegt, dort also wieder abgestützt werden.

Die Fig. 4a bis 4d zeigen verschiedene weitere mögliche Ausführungsfor­ men von halbschalenförmigen Federungs-Dämpfungs-Elementen 3′, 3′′, 3′′′ und 3′′′′. Alle Ausführungen weisen jeweils zueinander parallele Flanschstege 5′, 6′ bzw. 5′′, 6′′ bzw. 5′′′ bzw. 6′′′ bzw. 5′′′′ bzw. 6′′′′ zur Befestigung an der unteren Platte 1 bzw. der oberen Platte 2 auf. Ihr zu verformender, also Verformungsenergie aufnehmender halbscha­ lenförmiger Abschnitt 4′ bzw. 4′′ bzw. 4′′′ bzw. 4′′′′ ist jeweils unter­ schiedlich geformt. Bei dem Element 3′ nach Fig. 4a besteht dieser Ab­ schnitt 4′ aus zwei im wesentlichen geradlinigen, zueinander und zu den Flanschstegen 5′ und 6′ geneigt verlaufenden Schenkeln 19, 20, die nach außen, d. h. von den Flanschstegen 5′, 6′ weg geneigt sind. Bei der Aus­ führungsform nach Fig. 4b sind vergleichbare Schenkel 21, 22 in gleicher Weise gegeneinander geneigt, aber in den Raum zwischen den Flanschste­ gen 5′′ und 6′′ gerichtet.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4c ist der Abschnitt 4′′′ ausgeprägt doppel-S-förmig ausgebildet, während der Abschnitt 4′′′′ bei der Ausfüh­ rungsform nach Fig. 4d dreifach S-förmig gekrümmt ist.

Für die Federungs-Dämpfungs-Elemente 3′, 3′′, 3′′′ und 3′′′′ gelten - abgesehen von der unterschiedlichen Ausbildung der Abschnitte 4′, 4′′, 4′′′ und 4′′′′ - die vorstehenden Ausführungen zur sonstigen Ausgestal­ tung und zu den Dämpfungseigenschaften.

Obwohl die geschilderten Bodenelemente primär als horizontal angeordnete Bodenelemente verwendet werden, die von Besatzungsmitgliedern begangen werden können, sind sie grundsätzlich auch bei entsprechenden Bedarfs­ fällen zur Verkleidung von Wänden, also in vertikaler Anordnung einsetz­ bar. Die obere Platte 2 ist in diesem Falle auf der Seite anzuordnen, von der bei einer Schockbeanspruchung ein Gegenstand auftreffen kann.

Claims (15)

1. Schockabsorbierendes Bodenelement mit folgenden Merkmalen:

• - Eine untere Platte (1),
• - eine im Abstand (f) über und parallel zu der unteren Platte (1) ange­ ordnete obere Platte (2),
• - zwischen der unteren Platte (1) und der oberen Platte (2) angeordnete und mit diesen verbundende halbschalenförmige Federungs-Dämpfungs- Elemente (3, 3′, 3′′, 3′′′, 3′′′′).

2. Bodenelement nach Anspruch 1, wobei die halbschalenförmigen Fede­ rungs-Dämpfungs-Elemente (3, 3′, 3′′, 3′′′, 3′′′′) benachbart zu den Seitenkanten (10, 11) der unteren Platte (1) und der oberen Platte (2) angeordnet sind.

3. Bodenelement nach Anspruch 2, wobei die untere Platte (1) und die obere Platte (2) rechteckig ausgebildet sind und die halbschalenförmigen Federungs-Dämpfungs-Elemente (3, 3′, 3′′, 3′′′, 3′′′′) parallel zu den Seitenkanten (10, 11) verlaufen.

4. Bodenelement nach Anspruch 2, wobei die halbschalenförmigen Fede­ rungs-Dämpfungs-Elemente (3) zu den Seitenkanten (10, 11) hin konkav nach außen gewölbt sind.

5. Bodenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Fede­ rungs-Dämpfungs-Elemente (3) einen etwa halbzylindrischen Abschnitt (4) und von diesem abstehende, zueinander etwa parallele Flanschstege (5, 6) aufweisen, die jeweils mit einer der einander zugewandten Innenseiten (7, 8) der Platten (1, 2) verbunden sind.

6. Bodenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die untere Platte (1) durch eine Verbundplatte (13) in Leichtbauweise gebildet ist.

7. Bodenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die obere Platte (2) durch mindestens eine Verbundplatte (13) gebildet ist.

8. Bodenelement nach Anspruch 7, wobei die obere Platte (2) durch zwei in ihrer Orientierung um 90° gegeneinander versetzte fest miteinander verbundene Verbundplatten (13) gebildet ist.

9. Bodenelement nach Anspruch 8, wobei die beiden Verbundplatten (13) der oberen Platte (2) durch eine Klebstoffschicht (17) miteinander ver­ bunden sind.

10. Bodenelement nach Anspruch 6 oder 7, wobei eine Verbundplatte (13) durch zwei Deckbleche (14, 15) und ein zwischen diesen angebrachtes Wellblech (16) gebildet ist.

11. Bodenelement nach Anspruch 10, wobei das Wellblech (16) Trapezquer­ schnitt aufweist.

12. Bodenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Fede­ rungs-Dämpfungs-Elemente (3, 3′, 3′′, 3′′′, 3′′′′) und die untere Platte (1) und die obere Platte (2) mittels Nieten (9) miteinander verbunden sind.

13. Bodenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei auf der obe­ ren Platte (2) ein Bodenbelag (18) angebracht ist.

14. Bodenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 6 bis 13, wobei die Federungs-Dämpfungs-Elemente (3′, 3′′) zwei zueinander etwa paralle­ le Flanschstege (5′, 6′; 5′′, 6′′) aufweisen, die jeweils mit einer der einander zugewandten Innenseiten (7, 8) der Platten (1, 2) verbunden sind, und die durch einen Abschnitt (4′, 4′′) miteinander verbunden sind, der gegeneinander und gegen die Flanschstege (3′, 3′′) geneigt verlaufende Schenkel (19, 20; 21, 22) aufweist.

15. Bodenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 6 bis 13, wobei die Federungs-Dämpfungs-Elemente (3′′′, 3′′′′) zwei zueinander etwa parallele Flanschstege (5′′′, 6′′′; 5′′′′, 6′′′′) aufweisen, die jeweils mit einer der einander zugewandten Innenseiten (7, 8) der Platten (1, 2) verbunden sind, und die mit mehrfach S-förmig gebogenen Abschnitten (4′′′, 4′′′′) miteinander verbunden sind.