EP0828134B1 - Minenschutz - Google Patents

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EP0828134B1
EP0828134B1 EP97115084A EP97115084A EP0828134B1 EP 0828134 B1 EP0828134 B1 EP 0828134B1 EP 97115084 A EP97115084 A EP 97115084A EP 97115084 A EP97115084 A EP 97115084A EP 0828134 B1 EP0828134 B1 EP 0828134B1
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EP
European Patent Office
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energy
layer
stage
protection
land mine
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EP97115084A
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EP0828134A2 (de
Inventor
Robert Bayer
Rudolf Drick
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Krauss Maffei Wegmann GmbH and Co KG
Original Assignee
Krauss Maffei Wegmann GmbH and Co KG
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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
    • F41H7/042—Floors or base plates for increased land mine protection

Definitions

  • the invention relates to mine protection, in particular for light vehicles.
  • a simple mine protection is already known, which usually consists of a deflector arranged below the base plate of the vehicle (outer wall of the mine protection, the first from the blast pressure of the mine explosion is acted upon) in the event of a mine explosion part of the explosion energy in kinetic energy and deformation work converts and should protect the interior of the vehicle. It But it has been shown that such protection is often not sufficient is because there are too large deformations and secondary splinters in the Can penetrate the vehicle and injure occupants.
  • the protection device on the other hand, especially in light vehicles be heavy, so massive steel armor because of its relative high weight is not suitable as mine protection.
  • an explosion protection mat which has a low Has weight and, among other things, a protective effect against mine fragments and should offer the detonation pressure.
  • This explosion protection mat to armor the bottom plate of the vehicle is inside the vehicle attached to the floor. It is essentially structured in three stages and has one or more layers of one (from the outside in) antiballistic textile fabric, then a rigid Composite panel and then one or more layers of one antiballistic fabric.
  • the rigid composite panel serves on the one hand to reduce the weight of the explosion protection mat and should you on the other hand the necessary strength to absorb the detonation pressure forces to lend.
  • a special one, for protection against mine explosions particularly suitable embodiment of the explosion protection mat is not disclosed.
  • US Pat. No. 3,604,374 A describes a mine protection with two directly adjacent to one another subsequent steps, the armor plate two from the outside to the inside have subsequent honeycomb structures and a cover plate.
  • the object of the invention is based on mine protection according to US 4 404 889 A, the characteristics of which form the basis for the preamble of Form claim 1, a protection specifically for mine explosions create a relatively light weight, so that it is especially for is suitable for light vehicles and is also suitable for mines with an increased Amount of explosives still provides adequate protection.
  • the secondary stage which is also outside the passenger compartment, dampens the explosion pressure and thus leads to a reduction in the shock load the vehicle structure and the occupants.
  • the secondary level offers protection against splinters of the primary stage and possibly also before parts of vehicle components between primary and secondary stage are arranged.
  • the deflector provides effective protection against primary splinters while the Kinetic energy triggered by the explosion largely through the primary stage is converted into fracture and deformation energy.
  • the two-stage protection offers yet another advantage. Because of the described two-stage principle of action, it happens between the explosion and penetration of the secondary protection into one Time delay during which the high peak explosion pressure already drop significantly. The pressure then penetrating into the interior no longer leads to life-threatening injuries to the occupants.
  • the drawing shows a cross section through a two-stage mine protection on a wheel vehicle, not shown.
  • the wheeled vehicle is below its passenger compartment with the two-stage Provide mine protection, with primary stage I closest to the mine and the secondary stage II is attached directly below the passenger compartment.
  • the floor panel 5 of the passenger compartment forms part of the Secondary level II.
  • a mine is initially affected by its explosive effect the primary stage I, consisting of a deflector 1, a ribbing 2 and a cover layer 3, which consist of fiber-reinforced plastic or steel can.
  • the vertical ribbing 2 gives primary stage I high rigidity, so primary I a combination of local Represents energy absorption and global stiffness.
  • Above primary level I is a secondary stage II arranged, the bottom plate 5, an energy absorbing Layer 4 (e.g.
  • the layers 4, 5 and 7 are designed so that there is a high overall rigidity.
  • the layer points to this 4 a honeycomb or rib structure, which with the base plate 5 and Cover layer 7 is firmly connected over the entire surface.
  • the seats are over a seat damper connected to the base plate 5. If constructively possible, the seat damper can also be omitted and the seats by means of a bracket can be attached to the roof or side area.
  • the two Steps I and II can be spaced apart by a space 6 his. In the mine protection shown in the drawing are primary and Secondary stage connected with no space, and the whole Arrangement is carried out in an outward arc shape.
  • the layers are 2 and 4 formed as ribs or lattice-shaped. Both layers work stiffening and energy absorbing. The ribs are for better stiffening layer 4 is arranged at a smaller distance than in layer 2.
  • stage I to the vehicle itself and / or to stage II should not be too rigid, so that under the influence of the explosion pressure a relative movement between I and II is possible. It is beneficial if the attachment itself is designed as an energy absorbing part.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Minenschutz, insbesondere für leichte Fahrzeuge.
Es ist bereits ein einfacher Minenschutz bekannt, der in der Regel aus einem unterhalb der Bodenplatte des Fahrzeugs angeordneten Deflektor (äußere Wand des Minenschutzes, die als erstes vom Blastdruck der Minenexplosion beaufschlagt wird) besteht, der im Falle einer Minenexplosion einen Teil der Explosionsenergie in kinetische Energie und Verformungsarbeit umwandelt und so den Innenraum des Fahrzeugs schützen soll. Es hat sich aber gezeigt, daß ein derartiger Schutz oft nicht ausreichend ist, da zu große Verformungen auftreten und auch Sekundärsplitter in das Fahrzeuginnere eindringen und Insassen verletzen können. Die Schutzvorrichtung darf andererseits insbesondere bei leichten Fahrzeugen nicht zu schwer sein, so daß eine massive Stahl-Panzerung aufgrund ihres relativ hohen Eigengewichts als Minenschutz nicht geeignet ist.
Aus der DE 42 34 369 C1 ist eine Sprengschutzmatte bekannt, die ein niedriges Gewicht besitzt und unter anderem eine Schutzwirkung vor Minensplittern und dem Detonationsdruck bieten soll. Diese Sprengschutzmatte zur Panzerung der Bodenplatte des Fahrzeugs wird im Inneren des Fahrzeugs auf dem Boden befestigt. Sie ist im wesentlichen dreistufig aufgebaut und weist (von außen nach innen) eine oder mehrere Lagen eines antiballistischen textilen Flächengebildes, anschließend eine biegesteife Verbundplatte und darauf wieder ein oder mehrere Lagen eines antiballistischen Flächengebildes auf. Die biegesteife Verbundplatte dient einerseits der Gewichtsreduzierung der Sprengschutzmatte und soll ihr andererseits die nötige Festigkeit zur Aufnahme der Detonationsdruckkräfte verleihen. Eine spezielle, für den Schutz vor Minenexplosionen besonders geeignete Ausführungsform der Sprengschutzmatte ist nicht offenbart.
Zur Verbesserung des oben erwähnten einfachen Minenschutzes ist es bekannt geworden, einen mehrstufigen Minenschutz vorzusehen. In US 4 404 889 A ist ein aus einer Vielzahl von Schichten aufgebauter Minenschutz beschrieben mit einer außenliegenden durchgehenden, als Panzerplatte ausgebildeten Schicht, einer an der Innenseite der Panzerplatte angeordneten wabenartig ausgebildeten Schicht, einer sich daran anschließenden folienartigen Schicht aus weichem Stahl, an welche sich eine Schicht aus ballistisch wirksamem Gewebe, eine weitere folienartige Schicht aus weichem Stahl, eine Schicht aus Holz und eine weitere Stahlplatte anschließen.
In US 3 604 374 A ist ein Minenschutz beschrieben mit zwei direkt aneinander anschließenden Stufen, die von außen nach innen eine Panzerplatte zwei aneinander anschließende wabenartige Strukturen sowie eine Deckplatte aufweisen.
Durch einen derartigen mehrstufigen Minenschutz kann die Explosionsenergie in mehreren Stufen in kinetische Energie und Verformungsarbeit der einzelnen Schichten umgewandelt werden. Durch die zusätzliche Verwendung von versteifenden und energieabsorbierenden Schichten läßt sich der Anteil an Verformungsarbeit deutlich erhöhen, so daß ein mehrstufiger Innenschutz als solcher bereits eine höhere Sicherheit für die Personen in der Fahrgastzelle bietet als der einfache Minenschutz. Bei dem bekannten mehrstufigen Minenschutz (siehe US 3 604 374 A) wird die durch die Explosion ausgelöste kinetische Energie zu einem überwiegenden Teil durch die erste Stufe in Verformungsenergie umgewandelt. Die weiteren Stufen nehmen den verbleibenden Teil der Energie auf. Bei Minen mit einer erhöhten Sprengstoffmenge ist zudem mit einem Bruch der ersten Stufe zu rechnen. Für eine weitere Verbesserung des Schutzes gegen Minenexplosionen sind entsprechend mehr Stufen vorzusehen und/oder die versteifenden und energieabsorbierenden Schichten sind entsprechend dicker auszulegen. Beides wirkt sich nachteilig auf das Gewicht des Fahrzeugs aus.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem Minenschutz nach US 4 404 889 A, dessen Merkmale die Grundlage für den Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bilden, einen Schutz speziell für Minenexplosionen zu schaffen der ein relativ geringes Gewicht aufweist, so daß er insbesondere für leichte Fahrzeuge geeignet ist und der auch bei Minen mit einer erhöhten Sprengstoffmenge noch einen ausreichenden Schutz bietet.
Diese Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1 gelöst. Nach der erfindungsgemäßen Lösung wird eine zusätzliche Versteifung in erster Linie erreicht, indem die Primärstufe und/oder die Sekundärstufe bogenförmig ausgebildet sind. Hierdurch kann der Blastdruck bei einer Minenexplosion nach außen abgeleitet werden, und die Belastung der Primärstufe kann deutlich reduziert werden. Somit kann der Minenschutz insgesamt bei gleichem Schutz leichter ausgeführt werden, was sich positiv auf das Gesamtgewicht des Fahrzeugs auswirkt.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die ebenfalls außerhalb der Fahrgastzelle befindliche Sekundärstufe dämpft den Explosionsdruck weiter und führt somit zu einer Verringerung der Schockbelastung der Fahrzeugstruktur und der Insassen. Außerdem bietet die Sekundärstufe einen Schutz vor Splittern der Primärstufe und gegebenenfalls auch vor Teilen von Fahrzeugkomponenten, die zwischen Primär- und Sekundärstufe angeordnet sind.
Der Deflektor bietet einen wirksamen Schutz gegen Primärsplitter, während die durch die Explosion ausgelöste kinetische Energie größtenteils durch die Primärstufe in Bruch- und Verformungsenergie umgewandelt wird.
Falls nur wenig Bauraum zur Verfugung steht, kann auf einen zwischen den beiden Stufen angeordneten Zwischenraum verzichtet werden. Die Verrippung wird in diesem Fall vorteilhaft engmaschiger und gitterförmig ausgeführt, da dann der Energieabbau vorwiegend durch Beulen der Rippen bewirkt wird.
In den Bereichen, wo im Zwischenraum Fahrzeugkomponenten, beispielsweise Motor- oder Getriebeteile untergebracht sind und mit einem Anschlagen der Deckschicht oder des Deflektors an diesen Teilen zu rechnen ist, wird auf der Deckschicht und/oder dem Deflektor eine energieabsorbierende Schicht, z.B. eine Gummiplatte angebracht, was den Stoßfaktor beim Anschlag deutlich verringert.
Falls es bei einer Mine mit erhöhter Sprengstoffmenge zum Durchschlag des Schutzes kommt, bietet der zweistufige Schutz noch einen weiteren Vorteil. Aufgrund des beschriebenen zweistufigen Wirkungsprinzips kommt es zwischen der Explosion und dem Durchschlagen des Sekundärschutzes zu einer Zeitverzögerung, während der die hohen Spitzenwerte des Explosionsdruckes bereits deutlich abfallen. Der dann noch in den Innenraum eindringende Druck führt nicht mehr zu lebensgefährlichen Verletzungen der Insassen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch einen zweistufigen Minenschutz an einem nicht dargestellten Radfahrzeug.
Das Radfahrzeug ist unterhalb seiner Fahrgastzelle mit dem zweistufigen Minenschutz versehen, wobei die Primärstufe I der Mine am nächsten liegt und die Sekundärstufe II direkt unterhalb der Fahrgastzelle befestigt ist. Im dargestellten Beispiel bildet die Bodenplatte 5 der Fahrgastzelle einen Teil der Sekundärstufe II. Eine Mine beaufschlagt durch ihre Explosionswirkung zunächst die Primärstufe I, bestehend aus einem Deflektor 1, einer Verrippung 2 und einer Deckschicht 3, die aus faserverstärktem Kunststoff oder Stahl bestehen können. Durch die senkrechte Verrippung 2 erhält die Primärstufe I eine hohe Steifigkeit, so dass die Primärstufe I eine Kombination aus lokaler Energieabsorbtion und globaler Steifigkeit darstellt. Über der Primärstufe I ist eine Sekundärstufe II angeordnet, die aus der Bodenplatte 5, einer energieabsorbierenden Schicht 4 (z.B. einer Gummiplatte oder einer Waben- bzw. Rippenstruktur) und einer Deckschicht 7 besteht. Falls die Bodenplatte 5 allein nur eine geringe Steifigkeit aufweist, werden die Schichten 4, 5 und 7 so ausgeführt, dass sich eine hohe Gesamtsteifigkeit ergibt. Hierzu weist die Schicht 4 eine Waben- oder Rippenstruktur auf, die mit der Bodenplatte 5 und der Deckschicht 7 über die gesamte Fläche fest verbunden ist. Die Sitze sind über einen Sitzdämpfer mit der Bodenplatte 5 verbunden. Wenn konstruktiv möglich, kann der Sitzdämpfer auch weggelassen werden und die Sitze mittels einer Halterung am Dach- bzw. Seitenbereich befestigt werden. Die beiden Stufen I und II können durch einen Zwischenraum 6 voneinander beabstandet sein. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Minenschutz sind Primär- und Sekundärstufe ohne Zwischenraum miteinander verbunden, und die gesamte Anordnung ist in nach außen gerichteter Bogenform ausgeführt. Dies hat den Vorteil, dass eine Blastableitung nach außen erfolgt und dadurch die Belastung der Primärstufe I deutlich reduziert wird. In beiden Stufen sind die Schichten 2 und 4 als Rippen oder gitterförmig ausgebildet. Beide Schichten wirken somit versteifend und energieabsorbierend. Zur besseren Versteifung sind die Rippen der Schicht 4 mit einem geringeren Abstand als in der Schicht 2 angeordnet.
Die Befestigung der Stufe I am Fahrzeug selbst und/oder an der Stufe II sollte nicht zu steif ausgeführt sein, so dass unter Einwirkung des Explosionsdrucks eine Relativbewegung zwischen I und II möglich ist. Es ist vorteilhaft, wenn die Befestigung selbst als energieabsorbierendes Teil ausgeführt ist.
Die Wirkungsweise des dargestellten Minenschutzes ergibt sich wie folgt:
  • Primärschutz (Stufe I):
  • Phase 1:
  • Deflektion der Blast-Stoßfront. Ein Teil der Explosionsenergie wird dabei in kinetische Energie des Deflektors 1 transformiert. Der hohe Spitzenwert des Explosionsdrucks nimmt danach sehr schnell ab. In dieser Phase bietet der Deflektor 1 auch einen wirksamen Schutz gegen Primärsplitter, wie z.B. durch die Minenexplosion aufgewirbelte Steine, Splitterfüllungen der Mine oder Gehäuseteile der Mine selbst.
  • Phase 2:
  • Der Deflektor 1 und die Verrippung 2 sowie die Deckschicht 3 bewegen sich nach innen, wobei insbesondere die Rippen verformt werden und eventuell der Deflektor 1 mit der Verrippung 2 und die Deckschicht 3 aufreißen. Die kinetische Energie geht dabei größtenteils in Verformungs- und Brucharbeit über. Beim Aufreißen des Deflektors 1 dringt der Explosionsdruck auch in einen ggf. vorhandenen Zwischenraum ein, wobei zu diesem Zeitpunkt der Druckwert bereits um Größenordnungen geringer ist als der Spitzenwert in der ersten Phase.
  • Sekundärschutz (Stufe II):
  • Schockschutz:
  • Der durch Aufreißen des Primärschutzes oder auch durch unvermeidbare konstruktive Öffnungen, beispielsweise aufgrund der Fahrzeugkonstruktion, eingedrungene Explosionsdruck wird von der energieabsorbierenden Schicht 4 gedämpft, was zu einer Verringerung der Schockbelastung der Fahrzeugstruktur und der Insassen führt. Die Bodenplatte 5, die selbst aufgrund ihrer Struktur eine hohe Steifigkeit aufweist oder die mit den Schichten 4 und 7 versteift worden ist, sorgt zudem dafür, dass die Verformungen am Boden der Fahrgastzelle möglichst gering bleiben.
  • Schutz vor Sekundärsplittern:
  • Teile des aufgerissenen Primärschutzes und eventuell auch Teile von im Zwischenraum befindlichen Fahrzeugkomponenten schlagen am Sekundärschutz auf. Die energieabsorbierende Schicht 4 in Verbindung mit dem Boden 5 und der Deckschicht 7 schützt die Insassen vor einem Durchschlag derartiger Teile in den Innenraum und minimiert die Verformung des Bodens 5.
    • Bezugszeichenliste:
    1
    Deflektor der Primärstufe
    2
    Rippen der Primärstufe
    3
    Deckschicht der Primärstufe
    4
    Energieabsorbierende Schicht der Sekundärstufe
    5
    Bodenplatte der Fahrgastzelle
    7
    Deckschicht der Sekundärstufe

    Claims (10)

    1. Minenschutz, insbesondere für leichte Fahrzeuge, der mindestens eine erste Primärstufe (I) und eine zweite Sekundärstufe (II) umfaßt, die sich außerhalb der Fahrgastzelle befinden, wobei mindestens die Primärstufe (I) mit einer versteifenden und energieabsorbierenden Schicht (2) ausgestattet ist, welche an der Innenseite einer als Deflektor wirkenden außen liegenden durchgehenden Schicht (1) angeordnet und mit dieser fest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine zusätzliche Versteifung erreicht wird, indem die Primärstufe (I) und/oder die Sekundärstufe (II) bogenförmig ausgebildet sind.
    2. Minenschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten der Primärstufe (I) aus Stahl oder faserverstärktem Kunststoff bestehen.
    3. Minenschutz nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die versteifende und energieabsorbierende Schicht (2) aus Quer- bzw. Längsrippen besteht oder gitterförmig ist.
    4. Minenschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die versteifende und energieabsorbierende Schicht (2) mit einer Deckschicht (3) verbunden ist.
    5. Minenschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärstufe (II) aus einer energieabsorbierenden und/oder versteifenden Schicht (4) und einer Bodenplatte (5) besteht, beispielsweise der Bodenplatte der Fahrgastzelle.
    6. Minenschutz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die energieabsorbierende und/oder versteifende Schicht (4) aus einer Gummiplatte besteht.
    7. Minenschutz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die energieabsorbierende und/oder versteifende Schicht (4) aus einer Wabenstruktur oder aus Rippen besteht.
    8. Minenschutz nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die energieabsorbierende und/oder versteifende Schicht (4) mit einer darunter angebrachten Deckplatte (7) fest verbunden ist.
    9. Minenschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärstufe (I) und die Sekundärstufe (II) durch einen Zwischenraum (6) voneinander getrennt sind.
    10. Minenschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärstufe (I) und die Sekundärstufe (II) ohne Zwischenraum aneinander anliegen.
    EP97115084A 1996-09-05 1997-09-01 Minenschutz Expired - Lifetime EP0828134B1 (de)

    Applications Claiming Priority (2)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    DE19635946A DE19635946A1 (de) 1996-09-05 1996-09-05 Minenschutz
    DE19635946 1996-09-05

    Publications (3)

    Publication Number Publication Date
    EP0828134A2 EP0828134A2 (de) 1998-03-11
    EP0828134A3 EP0828134A3 (de) 1998-11-25
    EP0828134B1 true EP0828134B1 (de) 2004-07-07

    Family

    ID=7804644

    Family Applications (1)

    Application Number Title Priority Date Filing Date
    EP97115084A Expired - Lifetime EP0828134B1 (de) 1996-09-05 1997-09-01 Minenschutz

    Country Status (3)

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    EP (1) EP0828134B1 (de)
    DE (2) DE19635946A1 (de)
    ZA (1) ZA977944B (de)

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