WO2011103861A1 - Verfahren zur herstellung einer aussenwand, verfahren zur herstellung eines gepanzerten kraftfahrzeugs und seitenwand eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer aussenwand, verfahren zur herstellung eines gepanzerten kraftfahrzeugs und seitenwand eines kraftfahrzeugs Download PDF

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WO2011103861A1
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WO
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wall
motor vehicle
doors
roof frame
armored
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Udo Klasfauseweh
Birgit Peters
Markus Müller
Andreas Ruwe
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Benteler Automobiltechnik Gmbh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H7/00—Armoured or armed vehicles
    • F41H7/02—Land vehicles with enclosing armour, e.g. tanks
    • F41H7/04—Armour construction
    • F41H7/044—Hull or cab construction other than floors or base plates for increased land mine protection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00—Armour; Armour plates
    • F41H5/22—Manhole covers, e.g. on tanks; Doors on armoured vehicles or structures
    • F41H5/226—Doors on armoured vehicles or structures

Definitions

  • Method for producing an outer wall Method for producing an armored motor vehicle and side wall of a motor vehicle
  • the present invention relates to a method for producing an outer wall, in particular a side wall of a motor vehicle armored steel with openings, with a running in the lower part sill, with a roof frame area, extending between the sill and roof frame area columns and side panels and openings for receiving windows.
  • the invention further relates to a method for producing an armored motor vehicle with an outer wall made of armored steel, in particular a side wall with doors, which has a bottom extending sill, a roof frame area, between the sill and roof frame area extending columns, side panels and openings for receiving windows, on a motor vehicle.
  • the present invention further relates to a side wall of a motor vehicle made of armored steel with doors, with a sill running in the lower region, with a roof frame area, extending between the sill and roof frame area extending columns, side panels and openings for receiving windows.
  • Structure-reinforced vehicle side walls are known from the prior art, which are composed of several individual components.
  • the vehicle side wall consists of the A-pillar with a sill connection.
  • the B-pillar and sill are separate components.
  • the individual components are partially manufactured and tempered in the thermoforming process and may have to meet different material thicknesses and strength requirements. After the manufacture of the items they are joined together by spot welding or gluing to a side wall of a motor vehicle. Voltage peaks can occur at the joints. Material overlaps are required for a weld connection. However, this has a negative impact on a low gross vehicle weight.
  • vehicle armouring systems are known from the prior art, in which the passenger compartment and optionally a luggage compartment or engine compartment is ballistically protected against the action of a weapon.
  • Armor plates are usually integrated into the original vehicle body for attaching the vehicle armor.
  • a door is armored by installing an armored safety glass and an armor steel plate is inserted into the original vehicle door in the sheet metal area of the door side wall.
  • a disadvantage of this method of manufacturing a vehicle armor is that the ballistic protection is produced exclusively by the armor steel plates and the bulletproof glass.
  • Various door structure components, such as the outer door outer skin, the door frame or even the window frame usually remain in the factory delivery condition of the production vehicle, but do not provide armor protection.
  • a Vehicle door already has a weight between 20 and 150 kg, which is additionally increased by the armor measures.
  • vehicle exterior parts are subjected to armor steel plates or replaced by them. These vehicles are particularly noticeable from the outside, as they have angular outer contours. Furthermore, the externally applied armor contributes to a more massive appearance.
  • two disadvantages are known. On the one hand, it is undesirable that the armor of non-military vehicles is directly recognizable, on the other hand are externally mounted, retrofitted armor components inaccurate in their shape. But just the transition areas of, for example, the doors of the vehicle to the attachment areas of the body are of particular importance for ballistic protection. In the case of insufficient overlapping, pressure waves can enter the interior and cause damage to the passengers.
  • Object of the present invention is therefore to provide a method with which an armor of a motor vehicle is particularly well adapted to the outer contour of the motor vehicle, while high ballistic protection. It is another object of the present invention to provide a motor vehicle armor as well as a method for their production, which has a particularly high dimensional accuracy.
  • the aforementioned object is further achieved by a method for producing an armored motor vehicle according to claim 9.
  • Armored steel side walls according to the invention further increase the rigidity of the overall body. This is of particular importance for very strong ballistic actions, such as explosive explosive devices. An overall deformation to the detriment of the passenger compartment is largely avoided.
  • the body structure of the motor vehicle is reinforced against the deformation of ordnance with the outer walls according to the invention.
  • the inventive method for producing an outer wall, in particular a side wall of a motor vehicle made of armored steel with openings, with a sill extending in the lower region, with a roof frame area, between the sill and roof frame area extending columns and side panels is characterized by the following process steps:
  • a suitable tool geometry is derived. This is a pressing tool for shaping an outer wall blank to provide the outer contour. Depending on the application, this pressing tool can thermoform various protective materials from temperature ranges above AC3 into the desired shape. The various protective materials are each transformed in the form of a steel plate armor plate to an outer wall blank.
  • doors and openings, as well as openings in the doors are cut out of the outer wall blank.
  • the outer contour is determined by determining the original motor vehicle outer contour.
  • the determination can This is due to CAD data, which are provided for example, provided directly by the vehicle manufacturer. It is also possible that a point cloud is generated, which is then returned to a surface.
  • an optical derivation of the original outer contour is conceivable. The optical derivative can be generated by partial or complete redesign.
  • the cutting out of the openings by laser beam cutting or water jet cutting takes place.
  • a particularly high dimensional accuracy of the openings adjusts to the cut-outs produced by the cutting.
  • Another advantage of laser beam or water jet cutting is that a press hardening process is used in the course of the manufacturing process, with the outer wall blank already being quenched before the openings are cut out.
  • the cutting methods of laser beam cutting or water jet cutting keep the microstructure conversions at the interfaces low, so that there is no adverse effect on the ballistic protection capability of the sheet metal components produced in this way.
  • hinges and opening means are coupled to the generated cutouts and the cutouts are arranged as doors and flaps in the outer wall.
  • the doors and flaps are formed by the cutouts.
  • the cutouts themselves are provided with hinges or opening angles, for example in the form of door handles and in turn arranged in the outer wall. Due to the previously prepared cutouts in the form of the doors, a particularly high dimensional stability is ensured between the outer wall and the doors. The gap is decisively determined by the cut-out process. A possible warping of the components by a subsequent annealing process is eliminated in the inventive method.
  • the attachment of the hinges and opening means can be made cohesively, positively or non-positively.
  • the connection of, for example, window frames or else door inner sheet metal parts is to be understood in the context of the invention.
  • the gaps between doors and outer wall gap formed by coupling with each circumferential overlaps ballistically secure.
  • the overlap can take place, for example, in the form of a stop or a circumferential weld-on plate or the like.
  • the attachment of the stop can be done from the outside or from the inside.
  • the attachment can be done on the door or the side wall. It is particularly advantageous that the attachment of the overlap can be made individually to the various requirements of the armor level of the motor vehicle.
  • the attachment of the overlap can be done from the inside, so that a true to the original appearance of the production vehicle is maintained.
  • the production of the outer wall blank can be done by hot forming or by cold forming.
  • the forming processes are followed in each case by a compensation in the form of hardening of the outer wall blank. This can be done, for example, during hot forming by quenching in a tool clamping. Or by cold forming with subsequent compensation.
  • the present invention further relates to a method for producing an armored motor vehicle with an outer wall made of armored steel, in particular a side wall with doors, which has a sill running in the lower region, a roof frame area, between the sill and roof frame area extending columns and side panels on a motor vehicle, with the following process steps:
  • an outer wall which was produced by the method according to the invention can be optimally integrated into and into the vehicle.
  • the roof area and in the underbody area it can be coupled with the vehicle, with further armor being introduced in the roof area and in the underbody area.
  • the roof or underbody area itself can also be produced in the context of the invention with the method according to the invention for producing an outer wall.
  • the outer wall is coupled to original connection points of the motor vehicle.
  • the connection area with series connection points and the armored outer wall can be produced directly by exact separation of the unarmored outer wall. This offers in particular the advantage that the rigidity of the vehicle body by the subsequent attachment of an armored Exterior wall remains the same at the original attachment points with the production vehicle, or is increased by the tank component.
  • the outer wall is coupled in a roof area, in a floor area and / or in front areas with additional armor steel plates which are mounted to armor the areas on the motor vehicle.
  • the additional coupling offers on the one hand an increase in ballistic protection, on the other hand an increase in the rigidity of the entire vehicle body.
  • the present invention further relates to a side wall of a motor vehicle armored steel with doors, with a running in the lower part sill, with a roof frame area, between the sill and roof frame area extending columns and side panels, characterized in that the side wall is made in one piece from a steel armor plate and the doors and openings are then cut out of the molded part produced.
  • the sidewall has a hardness between 300 and 800 Brinell hardness.
  • the armor sidewall thus produced offers particular protection against explosives in the form of explosive explosives and also in the form of projectiles. Depending on the armor material used and the requirement profile or the required armor level, this is expediently adapted to the wishes of the respective vehicle manufacturer or customer by means of a production method within the scope of the invention.
  • a gap surrounding the doors between the door and the side part is ballistically securely formed by additional coupled covers. Pressure waves can thus penetrate only in a reduced form over the column in the shelter. Through connections with sealing profiles, the shelter can be protected against NBC-fighting agents.
  • Figure 1a - 1d a process according to the invention for the preparation of a
  • Figure 2 is a sectional view of a transition region of the outer wall to a door with overlap
  • FIG. 3 shows an embodiment variant of an armored invention
  • FIGS. 1 a to 1 d show a method according to the invention for producing an outer wall 1 of an armored motor vehicle 2.
  • a first step an outer contour 3 of the armored motor vehicle 2 is determined.
  • a roof frame area 5 various columns 6, such as A, B and C pillar of a side part 7 of an armored motor vehicle 2 are determined.
  • openings 8 are defined in the side wall of the armored motor vehicle 2.
  • a pressing tool not shown here is provided.
  • a tank steel plate is formed into an outer wall blank 9. This is shown in FIG. 1a.
  • cutouts 10 are generated in the outer wall blank.
  • the cutouts 10 are generated at the locations where openings 8 are to arise.
  • the openings 8 may be formed, for example in the form of a window opening 11 or even a door 12.
  • the doors 12 themselves may have window openings 11.
  • the cut-out doors 12 are provided with hinges 13 and other opening means 14 in a third method step.
  • the doors 12 coupled to the hinges 13 and opening means 14 are in turn inserted into the side part 7 in a fourth step, shown in FIG. 1d.
  • the doors 12 are connected to the hinges 13 and with the opening means 14 at here due to the schematic representation not shown coupling points with the side wall.
  • an optimum minimum gap 15 bordering the doors 12 results.
  • the transition region of the side part 7 is shown to a door 12 with an overlap 16. It can be seen in particular that a minimal gap dimension 15 is formed between the door 12 and the side part 7.
  • the overlap 16 offers on the one hand additional ballistic protection, but on the other hand also an abutment possibility for the door 12.
  • the overlap 16 can be coupled in a connection region with the door 12 or also, as shown here, with the side wall.
  • the coupling is preferably cohesive, but can also be positive and / or non-positive.
  • the seal 18 can also be attached to the overlap 16.
  • FIG. 3 shows an embodiment variant of an armored vehicle outer wall 19 with doors 12.
  • the vehicle outer wall 19 is manufactured with the method according to the invention for producing an armored outer wall with doors 12 and coupled to the armored motor vehicle 2 at factory connection points 20.
  • the coupling takes place in a roof area 21, in a floor area 22 and in a front area 23.
  • the motor vehicle 2 can be reinforced with additional armor steel plates 24.

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Außenwand, insbesondere einer Seitenwand eines Kraftfahrzeugs (2) aus Panzerstahl mit Öffnungen, mit einem im unteren Bereich verlaufenden Schweller, mit einem Dachrahmenbereich, sich zwischen Schweller und Dachrahmenbereich erstreckenden Säulen und Seitenteilen sowie Öffnungen zur Aufnahme von Fenstern. Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zur Herstellung eines gepanzerten Kraftfahrzeugs (2) mit einer Außenwand aus Panzerstahl, insbesondere einer Seitenwand mit Türen (12), welche einen im unteren Bereich verlaufenden Schweller, einen Dachrahmenbereich, sich zwischen Schweller und Dachrahmenbereich erstreckende Säulen, Seitenteile und Öffnungen zur Aufnahme von Fenstern, an einem Kraftfahrzeug aufweist. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Seitenwand eines Kraftfahrzeugs (2) aus Panzerstahl mit Türen (12), mit einem im unteren Bereich verlaufenden Schweller, mit einem Dachrahmenbereich, sich zwischen Schweller und Dachrahmenbereich erstreckenden Säulen, Seitenteilen und Öffnungen zur Aufnahme von Fenstern.

Description

Verfahren zur Herstellung einer Außenwand, Verfahren zur Herstellung eines gepanzerten Kraftfahrzeugs und Seitenwand eines Kraftfahrzeugs
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Außenwand, insbesondere einer Seitenwand eines Kraftfahrzeugs aus Panzerstahl mit Öffnungen, mit einem im unteren Bereich verlaufenden Schweller, mit einem Dachrahmenbereich, sich zwischen Schweller und Dachrahmenbereich erstreckenden Säulen und Seitenteilen sowie Öffnungen zur Aufnahme von Fenstern.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines gepanzerten Kraftfahrzeugs mit einer Außenwand aus Panzerstahl, insbesondere einer Seitenwand mit Türen, welche einen im unteren Bereich verlaufenden Schweller, einen Dachrahmenbereich, sich zwischen Schweller und Dachrahmenbereich erstreckende Säulen, Seitenteile und Öffnungen zur Aufnahme von Fenstern, an einem Kraftfahrzeug aufweist.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Seitenwand eines Kraftfahrzeugs aus Panzerstahl mit Türen, mit einem im unteren Bereich verlaufenden Schweller, mit einem Dachrahmenbereich, sich zwischen Schweller und Dachrahmenbereich erstreckenden Säulen, Seitenteilen und Öffnungen zur Aufnahme von Fenstern.
Aus dem Stand der Technik sind strukturverstärkte Fahrzeugseitenwände bekannt, die aus mehreren Einzelbauteilen zusammengestellt werden. Im Vordertürbereich besteht die Fahrzeugseitenwand beispielsweise aus der A- Säule mit einer Schwelleranbindung. Die B-Säule und der Schweller sind separate Bauteile. Die einzelnen Bauteile werden teilweise im Warmformprozess hergestellt und vergütet und müssen unter Umständen verschiedene Materialdicken und Festigkeitsanforderungen erfüllen. Nach der Herstellung der Einzelteile werden diese durch Punktschweißung oder Klebung zu einer Seitenwand eines Kraftfahrzeugs zusammengefügt. An den Fügestellen können Spannungsspitzen entstehen. Für eine schweißtechnische Verbindung sind Materialüberlappungen erforderlich. Dies wirkt sich jedoch negativ auf ein niedriges Fahrzeuggesamtgewicht aus.
Weiterhin sind aus dem Stand der Technik Fahrzeugpanzerungen bekannt, bei denen der Insassenraum und gegebenenfalls ein Gepäckraum bzw. Motorraum ballistisch gegen Kampfmitteleinwirkung geschützt ist. Zur Anbringung der Fahrzeugpanzerung werden in der Regel Panzerungsplatten in die originale Fahrzeugkarosserie integriert. So wird beispielsweise eine Tür gepanzert, indem ein Panzersicherheitsglas eingebaut wird und im Blechbereich der Türseitenwand eine Panzerstahlplatte in die Originalfahrzeugtür eingesetzt wird. Nachteilig bei dieser Herstellungsweise einer Fahrzeugpanzerung ist, dass der ballistische Schutz ausschließlich durch die Panzerstahlplatten und das Panzerglas hergestellt wird. Verschiedene Türstrukturbauteile, wie beispielsweise die äußere Türaußenhaut, der Türrahmen bzw. aber auch der Fensterrahmen bleiben in der Regel in dem Werksauslieferungszustand des Serienfahrzeugs erhalten, bieten aber keinen Panzerungsschutz. Eine Fahrzeugtür hat bereits ein Gewicht zwischen 20 und 150 kg, welches zusätzlich durch die Panzerungsmaßnahmen erhöht wird.
In einer weiteren bekannten Ausführungsform werden Fahrzeugkarosserie- außenteile mit Panzerstahlplatten beaufschlagt bzw. durch diese ersetzt. Diese Fahrzeuge sind besonders markant von außen erkennbar, da sie eckige Außenkonturen aufweisen. Weiterhin trägt die außen aufgebrachte Panzerung zu einem massiveren Erscheinungsbild bei. Bei dieser Ausführungsform sind zwei Nachteile bekannt. Zum einen ist es unerwünscht, dass die Panzerung von nicht militärischen Fahrzeugen direkt erkennbar ist, zum anderen sind von außen angebrachte, nachträglich eingebaute Panzerungsbauteile ungenau in ihrer Formgebung. Gerade aber die Übergangsbereiche von beispielsweise den Türen des Fahrzeugs zu den Anbindungsbereichen der Karosserie sind von besonderer Bedeutung für ballistischen Schutz. Bei unzureichender Überdeckung können hier Druckwellen in den Innenraum gelangen und den Passagieren so Schaden zufügen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem eine Panzerung eines Kraftfahrzeugs besonders gut an die Außenkontur des Kraftfahrzeugs angepasst ist, bei gleichzeitiger hoher ballistischer Schutzwirkung. Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftfahrzeugpanzerung sowie ein Verfahren zu deren Herstellung zur Verfügung zu stellen, die eine besonders hohe Maßgenauigkeit aufweist.
Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zur Herstellung einer Außenwand gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Die zuvor genannte Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren zur Herstellung eines gepanzerten Kraftfahrzeugs gemäß Patentanspruch 9 gelöst.
Der gegenständliche Teil der Aufgabe wird durch eine Seitenwand eines Kraftfahrzeugs aus Panzerstahl mit Türen gemäß Patentanspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind Bestandteil der abhängigen Patentansprüche.
Besonders vorteilig bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeugpanzeraußenwand ist, dass das Gesamtgewicht des Fahrzeugs bei gleicher und/oder verbesserter ballistischer Schutzwirkung reduziert wird. Weiterhin werden im Verfahren zur Herstellung Kosten eingespart, da aufwendige Integrationen in bereits vorhandene Strukturen von Fahrzeugkarosserien entfallen. Die besondere Maßhaltigkeit der Spaltmaße in einer Fahrzeugaußenwand erhöht wiederum den Schutz gegen ballistische Einwirkungen von Kampfmitteln. Zudem sind Kraftfahrzeuge, die mit Außenwänden, die mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden, ausgerüstet sind, sind im Blechbereich von außen nicht als Schutzfahrzeuge identifizierbar.
Erfindungsgemäße Seitenwände aus Panzerstahl erhöhen weiterhin die Steifigkeit der Gesamtkarosserie. Dies ist von besonderer Bedeutung bei sehr starken ballistischen Einwirkungen, wie beispielsweise Explosivsprengsätzen. Eine Gesamtdeformation zum Nachteil des Fahrgastraums wird weitestgehend vermieden. Die Karosseriestruktur des Kraftfahrzeugs wird gegen Deformationseinwirkung von Kampfmitteln mit den erfindungsgemäßen Außenwänden verstärkt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Außenwand, insbesondere einer Seitenwand eines Kraftfahrzeuges aus Panzerstahl mit Öffnungen, mit einem im unteren Bereich verlaufenden Schweller, mit einem Dachrahmenbereich, sich zwischen Schweller und Dachrahmenbereich erstreckenden Säulen und Seitenteilen ist durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet:
- Festlegen der Außenkontur der Außenwand,
- Bereitstellen eines Presswerkzeuges zur Formung eines Außenwandrohlings mit dieser Außenkontur, - Formen des Außenwandrohlings aus einer Panzerstahlblechplatine und
- Ausschneiden der Türen und Öffnungen aus dem Außenwandrohling.
Dies bietet den Vorteil, dass die Außenkontur der Außenwand des Kraftfahrzeugs mit der Panzeraußenwand identisch nachgebildet werden kann. Infolge dessen ist ein Unterschied zum Originalserienfahrzeug von außen nicht erkennbar.
Aus der abgeleiteten Außenkontur der Außenwand wird, unter Berücksichtigung des Schrumpfmaßes beim Warmformen, eine geeignete Werkzeuggeometrie abgeleitet. Daraus ist ein Presswerkzeug zur Formung eines Außenwandrohlings mit der Außenkontur bereitzustellen. Dieses Presswerkzeug kann je nach Anwendungszweck verschiedene Schutzwerkstoffe aus Temperaturbereichen über AC3 in die gewünschte Form warmverformen. Die verschiedenen Schutzwerkstoffe werden jeweils in Form einer Panzerstahlblechplatine zu einem Außenwandrohling umgeformt.
Es ist zur Fertigung eine geeignete Werkstoffgeometrie und ein entsprechendes Werkzeugkonzept unter Berücksichtigung geeigneter Werkzeugstoffe bereitzustellen. Besondere Bedeutung kommt der großen Wärmemenge der Panzerstahlblechplatine zu. Diese haben zu erwartende Platinengewichte in einem Bereich zwischen 100 und 500 kg. Es ist sicherzustellen, dass prozesssicher die Wärme aus dem Blech und dem Werkzeug abgeführt wird, so dass eine Härtung in dem Umformwerkzeug möglich ist.
In einem weiteren Verfahrensschritt ist vorgesehen, dass Türen und Öffnungen, sowie Öffnungen in den Türen aus dem Außenwandrohling ausgeschnitten werden. Hierdurch ist eine besonders gute Maßhaltigkeit realisierbar. Infolge stellt sich ein geringes Spaltmaß ein.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Außenkontur durch Ermittlung der ursprünglichen Kraftfahrzeugaußenkontur festgelegt. Die Ermittlung kann dabei aufgrund von CAD-Daten, die beispielsweise von dem Fahrzeughersteller direkt bereitgestellt werden, übernommen werden. Es ist weiterhin möglich, dass eine Punktewolke erzeugt wird, die anschließend auf eine Fläche zurückgeführt wird. Weiterhin ist im Rahmen der Ermittlung der Außenkontur eine optische Ableitung der ursprünglichen Außenkontur vorstellbar. Die optische Ableitung kann durch teilweise oder komplette Neukonstruktion erzeugt werden.
Vorzugsweise erfolgt das Ausschneiden der Öffnungen durch Laserstrahlschneiden oder Wasserstrahlschneiden. Als Folge stellt sich eine besonders hohe Maßhaltigkeit der Öffnungen zu den durch das Schneiden hergestellten Ausschnitten ein. Ein weiterer Vorteil des Laserstrahl- oder Wasserstrahlschneidens ist, dass im Zuge des Herstellungsprozesses ein Presshärtvorgang angewandt wird, wobei der Außenwandrohling bereits vergütet ist, bevor die Öffnungen ausgeschnitten werden. Die Schneidemethoden des Laserstrahlschneidens oder Wasserstrahlschneidens halten die Gefügeumwandlungen an den Schnittstellen gering, so dass keine nachteilige Beeinflussung auf die ballistische Schutzfähigkeit der so hergestellten Blechbauteile erfolgt. Weiterhin wäre es auch im Rahmen der Erfindung möglich, die Öffnungen durch Ausstanzen während des Produktionsvorgangs herzustellen.
In einer weiteren Ausführungsvariante werden an die erzeugten Ausschnitte Scharniere und Öffnungsmittel gekoppelt und die Ausschnitte als Türen und Klappen in der Außenwand angeordnet. Die Türen und Klappen werden dabei durch die Ausschnitte gebildet. Die Ausschnitte selbst werden mit Scharnieren bzw. Öffnungswinkeln beispielsweise in Form von Türgriffen versehen und wiederum in der Außenwand angeordnet. Durch die zuvor hergestellten Ausschnitte in Form der Türen wird zwischen der Außenwand und den Türen eine besonders hohe Maßhaltigkeit sichergestellt. Das Spaltmaß wird hierbei maßgeblich durch den Ausschneideprozess bestimmt. Ein eventuelles Verziehen der Bauteile durch einen nachgeschalteten Vergütungsvorgang entfällt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren. Die Anbringung der Scharniere und Öffnungsmittel kann dabei stoffschlüssig, formschlüssig oder kraftschlüssig erfolgen. Auch ist die Anbindung von beispielsweise Fensterrahmen oder aber auch Türinnenblechteilen im Rahmen der Erfindung zu verstehen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden die zwischen Türen und Außenwand entstehenden Spaltmaße durch Koppelung mit jeweils umlaufenden Überlappungen ballistisch sicher ausgebildet. Die Überlappung kann dabei beispielsweise in Form eines Anschlags oder eines umlaufenden Anschweißblechs oder ähnlichem erfolgen. Die Anbringung des Anschlags kann von außen oder aber auch von innen erfolgen. Die Anbringung kann an der Tür oder der Seitenwand geschehen. Besonders vorteilig ist, dass an die verschiedenen Anforderungen der Panzerungsstufe des Kraftfahrzeugs die Anbringung der Überlappung individuell erfolgen kann. So ist beispielsweise bei hohen zu erwartenden ballistischen Druckeinwirkungen in Folge von Explosivkampfmitteln die Anbringung einer Überlappung von außen vorteilhaft, wohingegen bei einer niedrigen Panzerungsstufe die Anbringung der Überlappung von innen erfolgen kann, so dass eine möglichst originalgetreue Optik des Serienfahrzeugs erhalten bleibt.
Im Rahmen der Erfindung kann die Herstellung des Außenwandrohlings mittels Warmumformen oder durch Kaltumformen erfolgen. An die Umformvorgänge schließt sich jeweils eine Vergütung in Form von Härten des Außenwandrohlings an. Dies kann beispielsweise beim Warmumformen durch Abschrecken in einer Werkzeugspannung erfolgen. Oder aber auch durch Kaltumformen mit anschließender Vergütung. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass je nach eingesetztem Werkstoff individuell auf diesen der Vergütungs- prozess abgestimmt werden kann, so dass optimale Umformbedingungen erreicht werden und im Anschluss an das jeweilige Anforderungsprofil eine optimale Härtung und somit Schutzwirkung des Panzerwerkstoffs eingestellt wird. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines gepanzerten Kraftfahrzeuges mit einer Außenwand aus Panzerstahl, insbesondere einer Seitenwand mit Türen, welche einen im unteren Bereich verlaufenden Schweller, einen Dachrahmenbereich, sich zwischen Schweller und Dachrahmenbereich erstreckende Säulen und Seitenteilen an einem Kraftfahrzeug, aufweist, mit folgenden Verfahrensschritten:
- Entfernen der originalen Fahrzeugaußenwand,
- Anordnen der Außenwand aus Panzerstahl an dem Kraftfahrzeug und
- Koppeln der Außenwand mit dem Kraftfahrzeug.
Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass die originale Fahrzeugaußenwand durch die hergestellte Kraftfahrzeugpanzeraußenwand ersetzt wird. Bei dem Fahrzeug entfällt unnötiges Gewicht, das beispielsweise durch die Serienblechaußenwand mit integrierten Panzerstahlplatten anfallen würden. Die Außenwand aus Panzerstahl ist somit im Hinblick auf die Gewichtsverteilung und auch das Gewicht optimiert. Weiterhin kann eine Außenwand die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde, optimal an und in das Fahrzeug integriert werden. Im Dachbereich sowie im Unterbodenbereich kann sie mit dem Fahrzeug gekoppelt werden, wobei im Dachbereich und im Unterbodenbereich weitere Panzerungen eingebracht sind. Der Dach- oder Unterbodenbereich selbst kann im Rahmen der Erfindung auch mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Außenwand hergestellt sein.
Vorzugsweise wird die Außenwand an originalen Anbindungspunkten des Kraftfahrzeugs gekoppelt. Hierbei kann durch exaktes Heraustrennen der ungepanzerten Außenwand direkt der Anbindungsbereich mit Serienanbindungspunkten und der gepanzerten Außenwand hergestellt werden. Dies bietet insbesondere den Vorteil, dass die Steifigkeit der Fahrzeugkarosserie durch das nachträglich Anbringen einer gepanzerten Außenwand an den originalen Anbindungspunkten mit dem Serienfahrzeug gleich bleibt, bzw. durch das Panzerbauteil erhöht wird.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Außenwand in einem Dachbereich, in einem Bodenbereich und/oder in Stirnbereichen mit zusätzlichen Panzerstahlplatten gekoppelt, die zur Panzerung der Bereiche an dem Kraftfahrzeug montiert sind. Die zusätzliche Kopplung bietet zum einen eine Erhöhung des ballistischen Schutzes, zum anderen eine Erhöhung der Steifigkeit der Gesamtfahrzeugkarosserie.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Seitenwand eines Kraftfahrzeugs aus Panzerstahl mit Türen, mit einem im unteren Bereich verlaufenden Schweller, mit einem Dachrahmenbereich, sich zwischen Schweller und Dachrahmenbereich erstreckenden Säulen und Seitenteilen, dadurch gekennzeichnet, die Seitenwand einstückig aus einer Panzerstahlblechplatine hergestellt ist und die Türen und Öffnungen anschließend aus dem hergestellten Formteil ausgeschnitten sind.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Seitenwand eine Härte zwischen 300 und 800 Härte Brinell auf. Die so hergestellte Panzerseitenwand bietet insbesondere Schutz gegen Kampfmittel in Form von Explosivsprengsätzen und auch in Form von Projektilen. Je nach eingesetztem Panzerwerkstoff und eingesetztem Anforderungsprofil bzw. der geforderten Panzerungsstufe ist diese zweckmäßig mit einem Herstellungsverfahren im Rahmen der Erfindung auf die Wünsche des jeweiligen Fahrzeugherstellers bzw. Kunden abzustimmen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein die Türen umgebender Spalt zwischen Tür und Seitenteil durch zusätzliche gekoppelte Abdeckungen ballistisch sicher ausgebildet. Druckwellen können dadurch nur in verminderter Form über die Spalte in den Schutzraum eindringen. Durch Anbindungen mit Dichtungsprofilen kann der Schutzraum gegen ABC-Kampfmittel geschützt werden. Weitere Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, bevorzugte Ausführungsformen anhand der schematischen Zeichnungen. Diese dienen dem einfacheren Verständnis der Erfindung. Es zeigen:
Figur 1a - 1d ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines
Panzeraußenteils;
Figur 2 eine Schnittansicht eines Übergangsbereichs der Außenwand zu einer Tür mit Überlappung und
Figur 3 eine erfindungsgemäße Ausführungsvariante eines gepanzerten
Seitenteils mit Türen.
In den Figuren werden für gleiche oder ähnliche Teile dieselben Bezugszeichen verwendet, wobei entsprechende oder vergleichbare Vorteile erreicht werden, auch wenn eine wiederholte Beschreibung aus Vereinfachungsgründen entfällt.
Die Figuren 1a bis 1d zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Außenwand 1 eines gepanzerten Kraftfahrzeugs 2. Es wird in einem ersten Schritt eine Außenkontur 3 des gepanzerten Kraftfahrzeugs 2 ermittelt. In der Ermittlung der Außenkontur 3 werden Schweller 4, ein Dachrahmenbereich 5, verschiedene Säulen 6, wie beispielsweise A-, B- und C-Säule eines Seitenteils 7 eines gepanzerten Kraftfahrzeugs 2 ermittelt. Im Anschluss daran werden Öffnungen 8 in der Seitenwand des gepanzerten Kraftfahrzeugs 2 festgelegt. Mit den so ermittelten Daten wird ein hier nicht näher dargestelltes Presswerkzeug bereitgestellt. In dem Presswerkzeug wird eine Panzerstahlblechplatine zu einem Außenwandrohling 9 geformt. Dieser ist in Figur 1a dargestellt. In einem zweiten Schritt werden in dem Außenwandrohling 9 Ausschnitte 10 erzeugt. Die Ausschnitte 10 werden an den Stellen erzeugt, an denen Öffnungen 8 entstehen sollen. Die Öffnungen 8 können beispielsweise in Form eines Fensterausschnitts 11 oder aber auch einer Tür 12 ausgebildet sein. Die Türen 12 selbst wiederum können Fensterausschnitte 11 aufweisen. Die ausgeschnittenen Türen 12 werden in einem dritten Verfahrensschritt mit Scharnieren 13 und weiteren Öffnungsmitteln 14 versehen. Im Zuge der Erfindung ist beispielsweise auch die Koppelung mit einem hier nicht näher bezeichneten Fensterrahmenbereich oder aber auch mit Innenblechteilen zu verstehen. Die mit den Scharnieren 13 und Öffnungsmitteln 14 gekoppelten Türen 12 werden in einem vierten Schritt, dargestellt in Figur 1d, wiederum in das Seitenteil 7 eingesetzt. Dazu werden die Türen 12 mit den Scharnieren 13 und mit den Öffnungsmitteln 14 an hier aufgrund der schemenhaften Darstellung nicht gezeigten Kopplungspunkten mit der Seitenwand verbunden. Besonders vorteilig ergibt sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein die Türen 12 umrandendes optimales minimales Spaltmaß 15.
In Figur 2 ist der Übergangsbereich des Seitenteils 7 zu einer Tür 12 mit einer Überlappung 16 dargestellt. Besonders zu erkennen ist, dass ein minimales Spaltmaß 15 zwischen Tür 12 und Seitenteil 7 ausgebildet ist. Die Überlappung 16 bietet zum einen ergänzenden ballistischen Schutz, zum anderen aber auch eine Anschlagsmöglichkeit für die Tür 12. Die Überlappung 16 kann dabei in einem Anbindungsbereich mit der Tür 12 oder aber auch, wie hier dargestellt, mit der Seitenwand gekoppelt werden. Die Kopplung erfolgt vorzugsweise stoffschlüssig, kann aber auch form- und/oder kraftschlüssig erfolgen. Weiterhin besteht die Möglichkeit, eine Dichtung im Bereich des Anbindungsbereichs 17 umlaufend an der Tür 12 anzubringen. Die Dichtung 18 kann aber auch an der Überlappung 16 angebracht werden.
Figur 3 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsvariante einer gepanzerten Fahrzeugaußenwand 19 mit Türen 12. Die Fahrzeugaußenwand 19 ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer gepanzerten Außenwand mit Türen 12 hergestellt und an werkseitigen Anbindungspunkten 20 an das gepanzerte Kraftfahrzeug 2 gekoppelt. Die Kopplung erfolgt dabei in einem Dachbereich 21 , in einem Bodenbereich 22 und in einem Stirnbereich 23. An den jeweiligen Kopplungsbereichen kann das Kraftfahrzeug 2 mit zusätzlichen Panzerstahlplatten 24 verstärkt sein. Bezugszeichen:
1 - Außenwand
2 - gepanzertes Kraftfahrzeug
3 - Außenkontur
4 - Schweller
5 - Dachrahmenbereich 6- Säule
7 - Seitenteil
8- Öffnung
9 - Außenwandrohling
10- Ausschnitt
11 - Fensterausschnitt
12- Tür
13- Scharnier
14- Öffnungsmittel
15- Spaltmaß
16- Überlappung
17 - Anbindungsbereich
18- Dichtung
19- Fahrzeugaußenwand
20 - Anbindungspunkt
21 - Dachbereich
22 - Bodenbereich
23 - Stirnbereich
24 - Panzerstahlplatte

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer Außenwand (1), insbesondere einer Seitenwand eines Kraftfahrzeuges (2) aus Panzerstahl mit Öffnungen (8), mit einem im unteren Bereich verlaufenden Schweller (4), mit einem Dachrahmenbereich (5), sich zwischen Schweller (4) und Dachrahmenbereich (5) erstreckenden Säulen (6) und Seitenteilen (7), mit folgenden Verfahrensschritten:
- Festlegen der Außenkontur (3) der Außenwand (1 ),
- Bereitstellen eines Presswerkzeuges zur Formung eines Außenwandrohlings mit dieser Außenkontur (3),
- Formen des Außenwandrohlings (9) aus einer Panzerstahlblechplatine und
- Ausschneiden der Türen (12) und Öffnungen (8) aus dem Außenwandrohling (9).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , d ad u rch geken nzeich net, dass die Außenkontur (3) durch Ermittlung der ursprünglichen Kraftfahrzeugaußenkontur festgelegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d ad u rch geken nzeich net, dass die Außenkontur (3) optisch an die Kraftfahrzeugaußenkontur angelehnt wird und/oder dass die Außenkontur (3) neukonstruiert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dad u rch geken nzeich net, dass das Ausschneiden der Öffnungen (8) durch Laserstrahlschneiden oder Wasserstrahlschneiden erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dad u rch geke n nze ich net, dass an erzeugte Ausschnitte (10) Scharniere (13) und Öffnungsmittel (14) gekoppelt werden und die Ausschnitte (10) als Türen (12) in der Außenwand (1) angeordnet werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d ad u rch geken nzeich net, dass die zwischen Türen (12) und Außenwand (1) entstehenden Spaltmaße (15) durch Koppelung mit jeweils umlaufenden Überlappungen (16) ballistisch sicher ausgebildet werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dad u rch geke n nzeich net, dass die Herstellung des Außenwandrohlings (9) mittels Warmfomen oder durch Kaltumformen mit anschließendem Härten durchgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d ad u rch geken nzeich net, dass der Außenwandrohling (9) in dem Presswerkzeug gehärtet wird.
9. Verfahren zur Herstellung eines gepanzerten Kraftfahrzeuges (2) mit einer Außenwand (1) aus Panzerstahl, insbesondere einer Seitenwand mit Türen (12), welche einen im unteren Bereich verlaufenden Schweller (4), einen Dachrahmenbereich (5), sich zwischen Schweller (4) und Dachrahmenbereich (5) erstreckende Säulen (6), und Seitenteilen (7), an einem Kraftfahrzeug, aufweist, mit folgenden Verfahrensschritten:
- Entfernen der originalen Fahrzeugaußenwand (19),
- Anordnen der Außenwand aus Panzerstahl an dem Kraftfahrzeug und
- Koppeln der Außenwand (1) mit dem Kraftfahrzeug.
10. Verfahren nach Anspruch 9, d ad u rch geken nze ich net, dass die Außenwand (1) an originalen Anbindungspunkten des Kraftfahrzeuges gekoppelt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, d ad u rch geken nze ich net, dass die Seitenwand in einem Dachbereich (21), in einem Bodenbereich (22) und/oder in Stirnbereichen (23) mit zusätzlichen Panzerstahlplatten (24) gekoppelt wird, die zur Panzerung der Bereiche an dem Kraftfahrzeug montiert sind.
12. Seitenwand eines Kraftfahrzeuges aus Panzerstahl mit Türen (12), mit einem im unteren Bereich verlaufenden Schweller (4), mit einem Dachrahmenbereich (5), sich zwischen Schweller (4) und Dachrahmenbereich (5) erstreckenden Säulen (6) und Seitenteilen (7), d ad u rch geken nzeich net, dass sie einstückig aus einer Panzerstahlblechplatine hergestellt ist und die Türen (12) und Öffnungen (8) anschließend aus dem hergestellten Formteil ausgeschnitten sind.
13. Seitenwand nach Anspruch 12, d ad u rch geken nzeich net, dass sie eine Härte zwischen 300 und 800 HB aufweist.
14. Seitenwand nach Anspruch 12 oder 13, dad u rch geken nzeich net, dass ein die Türen (12) umgebender Spalt zwischen Tür (12) und Seitenteil (7) durch zusätzlich gekoppelte Abdeckungen ballistisch sicher ausgebildet ist.
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