Sprengschutzmatte

Abstract

 Die bekannten Sprengschutzmatten sind aufwendig herzustellen und bieten wenig Schutz gegen die bei Explosionen auftretenden Druckkräfte. Die neue Sprengschutzmatte soll bei niedrigem Gewicht und geringem Herstellungsaufwand eine ausreichend hohe Schutzwirkung vor Geschossen, Splittern sowie dem Detonationsdruck haben.
Die Sprengschutzmatte besteht aus mehreren Lagen (2) antiballistischer Flächengebilde, die in eine Matrix aus flexiblem Material, insbesondere Gummi, eingebettet sind, wobei zwischen zwei inneren Lagen des textilen Flächengebildes eine biegesteife Verbundplatte (3) angeordnet ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Sprengschutzmatte, insbesondere zum Schutz der Wandung von Fahrgastzellen von Fahrzeugen, bestehend aus mehreren Lagen antiballistischer textiler Flächengebilde, welche der Form der Wandung folgend in eine Matrix eingebettet sind, und ein Verfahren zur Herstellung dieser Sprengschutzmatten.

[0002] Derartige Sprengschutzmatten oder Sprengschutzschichten sind bekannt, zum Beispiel zum Verkleiden des Bodenbereiches von gepanzerten Fahrzeugen. Bei der Herstellung werden antiballistische textile Flächengebilde, z.B. Aramidgewebe, verwandt, wie sie auch aus der Herstellung von kugelsicheren Westen bekannt sind. Bei den bekannten Sprengschutzschichten werden ca. sechs Lagen Aramidgewebe auf das Bodenblech des Fahrzeuges gelegt und anschließend zur Bildung einer die Gewebelagen einbettende Matrix mit einem Harz vergossen, um Feuchtigkeitsaufnahme durch das Gewebe zu verhindern. Dies geschieht in aufwendiger Handarbeit und ist außerdem zeitaufwendig, da die Zeit bis zum vollständigen Abbinden des Harzes mehrere Tage betragen kann und während dieser Zeit keine weiteren Arbeiten im Fahrzeuginnenraum möglich sind. Eine derartige Sprengschutzschicht hat zwar durch das Aramidgewebe eine ausreichende Widerstandskraft gegen Geschosse und Bomben- oder Granatsplitter, ist jedoch nicht ausreichend steif, um die bei einer Explosion entstehenden Druckkräfte aufzufangen. Bei einer Explosion, wie sie bei festgelegten Prüfbedingungen für gepanzerte Fahrzeugen entsteht, kann sich der Fahrzeugboden bei mit der bekannten Sprengschutzschicht um mehr als 30 cm ausbeulen, wodurch eine große Verletzungsgefahr für die Insassen entsteht.

[0003] Es sind auch Sprengschutzschichten aus gepreßten Paketen von von glasfaserverstärktem Kunststoff mit einer Dicke von etwa 12mm bekannt, die eine ausreichende Steifigkeit zur Aufnahme des Explosionsdruckes aufweisen. Der Nachteil dieser Sprengschutzschichten liegt jedoch in ihrem hohen Gewicht von ca. 24 kg/m² und darin, daß für die Herstellung von der Form des Fahrzeugbodens folgenden GFK-Paketen für jeden Fahrzeugtyp eine eigene, relativ teure Form benötigt wird.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sprengschutzmatte zu schaffen, die bei niedrigem Gewicht und geringem Herstellungsaufwand eine ausreichend hohe Schutzwirkung vor Geschossen, Minen-, Bomben- und Granatsplittern sowie dem Detonationsdruck hat.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Matrix aus einem flexibel abbindenden Material, insbesondere Gummi, besteht und daß zwischen zwei inneren Lagen des textilen Flächengebildes eine parallel zur Hauptebene der Wandung angeordnete, biegesteife Verbundplatte angeordnet ist.

[0006] Dadurch, daß die die Flächengebilde umschließende Matrix aus einem nach dem Abbinden flexiblen, insbesondere vulkanisierbaren Material besteht, kann die Sprengschutzmatte nach ihrem Fertigstellen aus der Fertigungsform entnommen werden und als Formteil in die Fahrgastzelle des Fahrzeuges eingebaut werden. Durch das Einfügen der parallel zur Hauptebene der Wandung angeordneten biegesteifen Verbundplatte zwischen zwei innere Lagen des textilen Flächengebildes erhält die Sprengschutzmatte die nötige Festigkeit zur Aufnahme der Detonationsdruckkräfte.

[0007] Vorzugsweise besteht die biegesteife Verbundplatte aus einer mit zwei Deckschichten versehenen Wabenstruktur aus Kunststoff oder Aluminium. Alternativ kann eine Wellstruktur aus Kunststoff oder Aluminium zur Bildung der Verbundplatte mit zwei Deckschichten versehen sein. Diese zweite Konstruktion ist jedoch nur in einer Richtung biegesteif. Für eine ausreichende Aufnahme der Detonationsdruckkräfte reicht eine Verbundplatte mit einer Dicke von 5 - 20 mm. Durch den Detonationsdruck bei den festgelegten Prüfbedingungen ergibt sich eine Verformung eines derart gepanzerten Fahrzeugbodens von weniger als 10 cm, also etwa 1/3 der Verformung des in Kunststoff eingegossenen Aramidgewebes. Die so hergestellte Sprengschutzmatte hat ein Gewicht von unter 6 kg/m² und bietet daher gegenüber den bekannten GFK-Paketen eine erhebliche Gewichtsreduzierung.

[0008] Das textile Flächengebilde der Sprengschutzmatte ist vorzugsweise ein Aramidgewebe. Es haben sich Aramidgewebe mit Panamabindung und gleicher Festigkeit in Schuß- und in Kettrichtung besonders bewährt. Da das Aramidgewebe auch einen Teil seiner antiballistischen Wirkung durch elastische Verformung erreicht, ist vorzugsweise die größere Anzahl der Gewebelagen zwischen der Verbundplatte und der Fahrgastzelle anzuordnen. Die zwischen Fahrzeugwandung und Verbundplatte angeordneten Lagen können Geschosse und Splitter nicht stark verzögern, da sie nicht elastisch nachgeben können.

[0009] Um eventuelle Vibrationen zwischen der Verbundplatte und den der Fahrzeugwandung folgenden Lagen des Flächengebildes zu verhindern, können die Hohlräume in diesem Bereich mit einem Kunststoff ausgeschäumt sein.

[0010] Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein wenig aufwendiges und kostengünstiges Verfahren zur Herstellung der Sprengschutzmatte zu schaffen.

[0011] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 8 erfüllt.

[0012] Das Einlegen der Lagen antiballistischen Flächengebildes und der Verbundplatte in die Fertigungsform kann dabei automatisiert werden. Die Abbindezeit ist in den Fertigungsprozeß für die Sprengschutzmatte integriert und verzögert daher nicht die Arbeiten an der Panzerung des Fahrzeuges. Durch die Fertigung entsteht ein Formteil, welches schnell an dem entsprechenden Bereich der Fahrgastzelle angebracht und befestigt werden kann.

[0013] In einer bevorzugten Ausführungsform wird als Matrixmaterial Gummi verwendet, welches nach Einlegen der gummierten Flächengebilde und der Verbundplatte in die Fertigungsform in einem Autoklav bei einem Druck von etwa 7 bar und einer Temperatur von etwa 150°C vulkanisiert wird.

[0014] Als Fertigungsform kann das die Fahrzeugwandung bildende Blech verwendet werden, und es ist keine kostspielige Anfertigung einer speziellen Form nötig.

[0015] Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nun folgenden Zeichnungsbeschreibung. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1

den Längsschnitt durch eine in der Fahrgastzelle angeordnete bevorzugte Ausführungsform der Sprengschutzmatte und

Fig. 2

eine in der Fahrgastzelle angeordnete Sprengschutzmatte mit ausgeschäumten Hohlräumen im Längsschnitt.

[0016] In der Fig. 1 sind die an die Fahrzeugwandung 1, in diesem Fall das Bodenblech, anliegenden Lagen 2 antiballistischen textilen Flächengebildes zu erkennen. Zwischen diesen Lagen ist eine Verbundplatte 3 angeordnet, die aus einer Wabenstruktur und zwei damit verbundenen Deckplatten besteht. Die Verbundplatte 3 ist nur auf der Bodenebene des Bodenblechs 1 angeordnet, über dem der Sitz für die Fahrzeuginsassen angeordnet ist. In den seitlich hiervon gelegenen Bereichen, wie zum Beispiel rechts dem Kardantunnel und links dem durch den Türschweller verstärkten Bereich, ist eine große Biegesteifigkeit der Sprengschutzmatte weniger wichtig.

[0017] Bei der in Fig. 2 dargestellten Sprengschutzmatte wird die biegesteife Zwischenlage der Verbundplatte 3' von einer Well- oder Zick-Zack-Platte aus Aluminium oder Kunststoff gebildet, die mit zwei Deckschichten fest verbunden ist. Da die Verbundplatte 3' in der Fig. 2 lediglich auf den Rippen im Fahrzeugbodenblech 1 folgenden Bereichen der Lagen 2 des Flächengebildes aufliegt, sind zur Verhinderung von Vibrationen der Verbundplatte 3' die Zwischenräume mit einem Kunststoff 4 ausgeschäumt.

[0018] Die in den Fig. 1 und 2 ersichtlichen Darstellungen entsprechen auch den bei der Herstellung der Sprengschutzmatte zum Vulkanisieren in einen Autoklav schiebbaren Formanordnungen. Als Vulkanisierform dient ein einfaches Bodenblech 1, welches vom Fahrzeughersteller zur Verfügung gestellt werden kann.

Bezugszeichenliste:

[0019] 

1

Fahrzeugwandung

2

Lagen antiballistischen Flächengebildes (Aramidgewebe)

3,3'

Verbundplatte

4

Kunststoff

Ansprüche

1. Sprengschutzmatte, insbesondere zum Schutz der Wandung (1) von Fahrgastzellen von Fahrzeugen, bestehend aus mehreren Lagen (2) antiballistischer textiler Flächengebilde, welche der Form der Wandung (1) folgend in eine Matrix eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix aus einem flexibel abbindenden Material, insbesondere Gummi, besteht und daß zwischen zwei inneren Lagen des textilen Flächengebildes eine biegesteife Verbundplatte (3,3') eingebettet ist.

2. Sprengschutzmatte nach Anspruch 1 ,dadurch gekennzeichnet, daß die biegesteife Verbundplatte (3) eine mit zwei Deckschichten versehene Wabenstruktur ist.

3. Sprengschutzmatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die biegesteife Verbundplatte (3') eine mit zwei Deckschichten versehene Wellstruktur ist.

4. Sprengschutzmatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundplatte (3,3') eine Dicke von 5 bis 20 mm hat.

5. Sprengschutzmatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundplatte (3,3') parallel zur Hauptebene der Wandung (1) angeordnet ist.

6. Sprengschutzmatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das antiballistische textile Flächengebilde ein Aramidgewebe ist.

7. Sprengschutzmatte nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Wandung (1) und der Verbundplatte (3,3') mindestens eine Lage (2) und zwischen der Verbundplatte (3,3') und der Fahrgastzelle mindestens drei Lagen (2) des antiballistischen textilen Flächengebildes angeordnet sind.

8. Sprengschutzmatte nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume zwischen der Verbundplatte (3,3') und dem textilen Flächengebilde (2) mit einem Kunststoff (4) ausgeschäumt sind.

9. Verfahren zur Herstellung einer Sprengschutzmatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

- Einlegen mindestens einer mit dem matrixbildenden Material getränkten Lage (2) antiballistischen textilen Flächengebildes in eine Form, deren Kontur der Kontur der Fahrzeugwandung (1) entspricht,

- Einlegen mindestens einer zugeschnittenen Verbundplatte (3,3') auf die Lagen (2) des Flächengebildes,

- Abdecken der Verbundplatte (3,3') in der Form mit mehreren mit dem matrixbildenden Material getränkten Lagen (2) antiballistischer textiler Flächengebilde und

- Entnahme der Sprengschutzmatte aus der Form nach dem Abbinden des Matrixmaterials.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Matrixmaterial ein vulkanisierbares Elastomer verwendet wird und die Form vor der Entnahme der Sprengschutzmatte zum Vulkanisieren der Matrix in einen Autoklav geschoben wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Abdecken der Verbundplatte (3,3') die Zwischenräume zwischen dieser und dem der Kontur der Fahrzeugwandung (1) folgenden textilen Flächengebilde (2) mit Kunststoff (4) ausgeschäumt werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Form das die Fahrzeugwandung bildende Blech (1) verwendet wird.

Zeichnung