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WO2013110505A1 - Verfahren zur herstellung des fahrzeugbodens eines minengeschützten fahrzeuges - Google Patents

Verfahren zur herstellung des fahrzeugbodens eines minengeschützten fahrzeuges Download PDF

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WO2013110505A1
WO2013110505A1 PCT/EP2013/050401 EP2013050401W WO2013110505A1 WO 2013110505 A1 WO2013110505 A1 WO 2013110505A1 EP 2013050401 W EP2013050401 W EP 2013050401W WO 2013110505 A1 WO2013110505 A1 WO 2013110505A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vehicle
sheet metal
metal blank
floor
mine
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2013/050401
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stephan Schaare
Martin Östreicher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rheinmetall MAN Military Vehicles GmbH
Original Assignee
Rheinmetall MAN Military Vehicles GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to ES13700165.7T priority patent/ES2681825T3/es
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Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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 a designed as Tailored Biank vehicle floor for a particular mine protected vehicle and relates to a method for producing the vehicle floor of a mine-protected vehicle, wherein the vehicle floor consists of several, interconnected individual sheets of armored steel.
  • the invention further relates to a vehicle floor produced by the method according to the invention. It is essential here that the individual sheets are initially welded, followed by the forming followed by the final tempering.
  • An alternative consists of a combination of forming and tempering process.
  • Vehicle floors of mine-protected vehicles must be designed such that on the one hand tearing of the vehicle floor in the event of a mine explosion is prevented and on the other hand caused by a mine explosion bumps in the vehicle floor damage the existing fittings in the vehicle.
  • the vehicle floor must provide protection against ballistic threats, on the one hand against splinters exploding mines and on the other hand against a weapons firing, especially in the transition region of the vehicle floor to the vehicle side.
  • tempered individual steel sheets made of armor steel are usually welded by means of a MIG process (metal inert gas process), the individual sheets having partially different wall thicknesses overlapping in the region of the weld seam.
  • MIG process metal inert gas process
  • Such welds form weak points, since they have a lower strength than the steel armor.
  • the welding process in the respective heat affected zone embrittles the material, so that these areas are particularly susceptible to cracking in a mine explosion. From EP 1 564 520 A2 it is therefore known to cover the weld seams together with their heat affected zones by protective sheets, which however is associated both with an increase in weight and with a more time-consuming production process of the corresponding vehicle floor.
  • EP 1 291 610 B1 deals with an armored vehicle which, by simple measures, ensures protection of the interior against the action of mines.
  • the bottom region of a side wall recess of the interior is connected to the vehicle roof via at least one kink-like or structural support element.
  • the edge of a bottom wall of the bottom portion is curved upward and overlaps a wall portion of the vehicle body wall which is welded to a different wall portion. This has a wavy course. This is to prevent tearing of the weld.
  • the invention has for its object to provide a method of the type mentioned above, with a simple way in a mine explosion tearing of the vehicle floor in the region of welds is avoided without requiring a reinforcement of the weld seams by means of additional sheets is required. It should also be disclosed by this method produced vehicle floor.
  • the invention is based essentially on the use of tailored bianks.
  • TWB Tailored Welded Blank
  • the individual, preferably tailor-made sheet metal blanks are welded together. This is usually done as a butt joint by laser welding.
  • Advantageous are the versatile combinations of materials and geometries. In continuation, these consist of armored steel, from which the contour of the respective vehicle floor is then produced by cold or hot forming.
  • For producing the tailored bianks normalized individual sheets of appropriate wall thicknesses are used, which are connected to one another by means of laser beam welding.
  • Such an approach for the automotive industry is the http: //www.thyssenkrupptai! oredblanks.it default.asp?
  • the Taiiored Bianks are tempered for their own concern of the invention, however, only after the welding process and then then the final vehicle floor is made by forming.
  • heat treatment is preferred as a heat treatment as in steels, ie a combination of hardening and tempering.
  • the carbon is first dissolved in austenite at temperatures above Ac (3) and then quenched to temperatures below M ⁇ s) or M (f). Tempering is then reheating after quenching to temperatures below Ac (1) to achieve conversion to cubic martensite, as well as the precipitation of fine carbides and optionally further coagulation of these particles.
  • Fig. 1 is a perspective view of a vehicle floor produced by the process according to the invention from a sheet of Panzerstah! for a mine-protected vehicle and
  • Fig. 2 shows a longitudinal section through a sheet metal plate (Taiiored Blank), which is composed of individual sheets of different wall thickness, for the production of the vehicle floor shown in Fig. 1.
  • 1 shows an inventive vehicle floor ⁇ vehicle pan) and / or intermediate floor of a mine-protected vehicle (not shown in more detail), which has essentially two U-shaped sections 2 and 3.
  • the two U-shaped sections 2, 3 each comprise an outer leg 4 and an inner leg 5, the two inner legs 5 of the U-shaped sections 2, 3 forming a tunnel-shaped section 6.
  • tunnel-shaped portion 6 has a wall thickness of for example 10 mm and the bottom portions 7 between the two legs 4, 5 of the U-shaped sections 2, 3 each have a wall thickness of 12 mm, since they are particularly affected in a mine explosion of the pressure wave and also to protect the vehicle interior of the corresponding vehicle from splinters.
  • the outer legs 4 of the two U-shaped sections 2, 3 are composed of two sections 8, 9 together.
  • the first section 8 also has a wall thickness of for example 12 mm and the subsequent second section 9 has a wall thickness of 15 mm, since the section 9 is particularly endangered by direct Beschus.
  • FIG. 2 shows the longitudinal section through a sheet-metal blank (designated blank) designated before the forming or after welding or tempering, from which the vehicle floor 1 according to the invention (FIG. 1) is produced by forming.
  • the sheet metal blank 10 is composed of seven individual sheets 11 -17.
  • the respective width and the wall thickness of the individual sheets 1 1-7 correspond to the sections designated by 8, 9, 7 and 6 in FIG.
  • the individual sheets 1 1-17 are preferably welded together by laser welding (preferably as a butt joint) at their juxtaposed sides, so that the weld seams designated by 18-23 in FIG. 2 result.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Description

BESCHREIBUNG
Verfahren zur Herstellung des Fahrzeugbodens eines minengeschützten
Fahrzeuges
Die Erfindung beschäftigt sich mit einem als Tailored Biank ausgeführten Fahrzeugboden für ein insbesondere minengeschütztes Fahrzeug und betrifft ein Verfahren zur Herstellung des Fahrzeugbodens eines minengeschützten Fahrzeuges, wobei der Fahrzeugboden aus mehreren, miteinander verbundenen Einzelblechen aus Panzerstahl besteht. Die Erfindung bezieht sich ferner auf einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Fahrzeugboden. Wesentlich hierbei ist, dass zunächst das Verschweißen der Einzelbleche erfolgt, dem sich das Umformen anschließt mit dem abschließenden Vergüten, Eine Alternative besteht in einer Kombination aus Umform- und Vergütungsprozess.
Fahrzeugböden minengeschützter Fahrzeuge müssen derart aufgebaut sein, dass einerseits ein Aufreißen des Fahrzeugbodens im Falle einer Minenexplosion verhindert wird und andererseits die durch eine Minenexplosion verursachten Beulen im Fahrzeugboden die vorhandenen Einbauten im Fahrzeug nicht beschädigen. Außerdem muss der Fahrzeugboden Schutz gegen ballistische Bedrohungen bieten, und zwar zum einen gegen Splitter explodierender Minen und zum anderen gegen einen Waffen beschuss, insbesondere im Übergangsbereich des Fahrzeugbodens zur Fahrzeugseite.
Bei bekannten Fahrzeugböden minengeschützter Fahrzeuge werden vergütete Einzelbleche aus Panzerstahl üblicherweise mit Hilfe eines M IG- Verfahrens (Metall-Inert-Gas- Verfahren) verschweißt, wobei die teilweise unterschiedliche Wandstärken aufweisenden Einzelbleche sich im Bereich der Schweißnaht überlappen. Derartige Schweißnähte bilden Schwachstellen, da sie eine geringere Festigkeit als der Panzerstahl aufweisen. Außerdem kommt es durch das Schweißverfahren in der jeweiligen Wärmeeinflusszone zur Versprödung des Materials, sodass diese Bereiche bei einer Minenexplosion besonders rissanfäliig sind. Aus der EP 1 564 520 A2 ist es daher bekannt, die Schweißnähte samt deren Wärmeeinflusszonen durch Schutzbleche zu überdecken, was allerdings sowohl mit einer Zunahme des Gewichtes als auch mit einem zeitaufwendigeren Fertigungsprozess des entsprechenden Fahrzeugbodens verbunden ist.
Die EP 1 291 610 B1 beschäftigt sich mit einem gepanzerten Fahrzeug, das durch einfache Maßnahmen einen Schutz des Innenraumes gegen eine Einwirkung von Minen gewährleistet. Dazu ist der Bodenbereich einer Seitenwandausnehmung des Innenraums über mindestens ein knick- oder bausteifes Stützelement mit dem Fahrzeugdach verbunden. Der Rand einer Bodenwand des Bodenbereichs verläuft gekrümmt nach oben und überlappt einen Wandbereich der Fahrzeugseätenwand, der mit einem arideren Wandbereich verschweißt ist. Dieser besitzt einen wellenförmigen Verlauf. Dadurch soll ein Reißen der Schweißnaht verhindert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art anzugeben, mit dem auf einfache Weise bei einer Minenexplosion ein Aufreißen des Fahrzeugbodens im Bereich von Schweißnähten vermieden wird, ohne dass hierzu eine Verstärkung der Schweißnahtbereiche mittels zusätzlicher Bleche erforderlich ist. Es soll ferner ein nach diesem Verfahren hergestellter Fahrzeugboden offenbart werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Fahrzeugbodens durch die Merkmale des Anspruchs 3 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.
Die Erfindung beruht im Wesentlichen auf dem Einsatz von Tailored Bianks. Beim Tailored Welded Blank (TWB) werden die einzelnen, vorzugsweise maßgeschneiderten Blechplatinen aneinandergeschweißt. Dies erfolgt in der Regel als Stumpfstoß mittels Laserschweißen. Vorteilhaft sind die vielseitigen Materiaikombinationen und Geometrien. In Weiterführung bestehen diese aus Panzerstahl, aus denen die Kontur des jeweiligen Fahrzeugbodens dann durch Kalt- oder Warmumformung hergestellt wird. Zur Herstellung der Tailored Bianks werden normalgeglühte Einzelbleche entsprechender Wandstärken verwendet, die mittels Laserstrahlschweißens miteinander verbunden werden. Einen derartigen Ansatz für die Automobilindustrie ist u.a. der http://www.thyssenkrupptai!oredblanks.it default.asp?page=8&titolo=1 oder der http://vAA w^hvssenkrupptaiioredblanks.it/default.asp?page=2&titolo=1 entnehmbar.
Die Taiiored Bianks werden für das eigene Anliegen der Erfindung jedoch erst nach dem Schweißvorgang vergütet und danach wird dann der endgültige Fahrzeugboden durch Umformung hergestellt.
Durch das Vergüten nach dem Schweißen, vorzugsweise dem besagten Laserschweißen, entsteht ein nahezu homogener Übergang zwischen den Blechen, wodurch eine Schwächung durch späteres Schweißen vermieden wird. Zugleich wird es einfacher, Bleche unterschiedlicher Dicke und / oder Güte miteinander zu kombinieren, sodass sich ein Gewichtseinsparungspotential ergibt, auch dadurch, dass Überlappungen vermieden werden und die minimal nötigen Blechdicken an der richtigen Stelle eingebunden sind.
Das Vergüten ist als Prozess eine Wärmebehandlung wie bei Stählen hierbei bevorzugt, also eine Kombination aus Härten und Anlassen. Beim Härten von Stählen wird zunächst bei Temperaturen oberhalb Ac(3) der Kohlenstoff im Austenit gelöst und anschließend auf Temperaturen unterhalb M{s) bzw. M(f) abgeschreckt. Das Anlassen ist dann ein erneutes Erwärmen nach dem Abschrecken auf Temperaturen unterhalb Ac(1 ), um eine Umwandlung in kubischen Martensit, sowie die Ausscheidung feiner Karbide und ggf. weitere Koagulation dieser Partikel zu erreichen.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden, anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispiel. Es zeigen
Fig. 1 die perspektivische Darstellung eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Fahrzeugbodens aus einem Blech aus Panzerstah! für ein minengeschütztes Fahrzeug und
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Blechplatine (Taiiored Blank), die aus Einzelblechen unterschiedlicher Wandstärke zusammengesetzt ist, zur Herstellung des in Fig. 1 dargestellten Fahrzeugbodens. In Fig. 1 ist mit 1 ein erfindungsgemäßer Fahrzeugboden {Fahrzeugwanne) und / oder Zwischenboden eines nicht näher dargestellten minengeschützten Fahrzeuges dargestellt, der im Wesentlichen zwei U-förmige Abschnitte 2 und 3 aufweist. Die beiden U- förmigen Abschnitte 2, 3 umfassen jeweils einen äußeren Schenkel 4 und einen inneren Schenkel 5, wobei die beiden inneren Schenkel 5 der U-förmigen Abschnitte 2, 3 einen tunnelförmigen Abschnitt 6 bilden.
Bei dem aus bevorzugt Panzerstahl bestehenden Fahrzeugboden 1 ist nun vorgesehen, dass der in den Fahrzeuginnenraum eines nicht dargestellten minengeschützten Fahrzeuges ragende tunnelförmige Abschnitt 6 eine Wandstärke von beispielsweise 10 mm und die Bodenabschnitte 7 zwischen den beiden Schenkeln 4, 5 der U-förmigen Abschnitte 2, 3 jeweils eine Wandstärke von 12 mm besitzen, da sie bei einer Minenexplosion besonders stark von deren Druckwelle betroffen sind und außerdem den Fahrzeuginnenraum des entsprechenden Fahrzeuges vor Splitter schützen sollen.
Die äußeren Schenkel 4 der beiden U-förmigen Abschnitte 2, 3 setzen sich aus jeweils zwei Teilabschnitten 8, 9 zusammen. Dabei weist der erste Teilabschnitt 8 ebenfalls eine Wandstärke von beispielsweise 12 mm und der sich anschließende zweite Teilabschnitt 9 eine Wandstärke von 15 mm auf, da der Teilabschnitt 9 besonders durch direkten Besch uss gefährdet ist.
Fig. 2 zeigt den Längsschnitt durch eine mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnete Blechplatine (Tailored Blank) vor dem Umformen bzw. nach dem Verschweißen bzw. Vergüten, aus der der erfindungsgemäße Fahrzeugboden 1 (Fig. 1) durch Umformen hergestellt wird.
Hierzu setzt sich die Blechplatine 10 aus sieben Einzelblechen 11 -17 zusammen. Dabei entspricht die jeweilige Breite sowie die Wandstärke der Einzelbleche 1 1- 7 den in Fig. 1 mit 8, 9, 7 und 6 bezeichneten Abschnitten. Die Einzelbleche 1 1-17 sind bevorzugt mittels Laserschweißens (vorzugsweise als Stumpfstoß) an ihren aufeinander treffenden Seiten entsprechend aneinandergeschweißt, sodass sich die in Fig. 2 mit 18-23 bezeichneten Schweißnähte ergeben.
Nach Herstellung der Blechplatine 10 wird diese wie herkömmlich vergütet. Bezugszeichenliste
Fahrzeugboden, 3 U-förmige Abschnitte
(äußerer) Schenkel
(innerer) Schenkel
(tunnelförmiger) Abschnitt
Bodenabschnitt
(erster) Teilabschnitt
(zweiter) Teilabschnitt
Blechplatine, Tailored Blank-17 Einzelbleche
-23 Schweißnähte

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeug- und / oder Zwischenbodens eines insbesondere minengeschützten Fahrzeuges, der Fahrzeugboden (1) besteht aus mehreren Einzelblechen (1 1-17), die miteinander verschweißt werden und eine Blechplatine (10) ergeben, wobei die derart hergestellte Blechplatine (10) vergütet und die vergütete Blechplatine (10) durch Warm- und / oder Kaltumformung zu dem endgültigen Fahrzeug- und / oder Zwischenboden (1) umgeformt oder die verschweißte Blechplatine (10) umgeformt und anschließend vergütet oder einer Kombination aus Umform- und Vergütungsprozess hergestellt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelbleche (1 1-17) durch Laserschweißen miteinander verbunden werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vergüten der Blechplatine (10) durch eine Wärmebehandlung in Form einer Kombination aus Härten und Anlassen wie bei Stählen erfolgt.
4. Fahrzeug- und / oder Zwischenboden (1 ) eines insbesondere minengeschützten Fahrzeugs, wobei der Fahrzeug- und / oder Zwischenboden (1) aus mehreren Einzelblechen (1 1-17), die durch Verschweißen miteinander zu einer Blechplatine (10) verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechplatine (10) vergütet ist und durch Warm- und / oder Kaltumformen hergestellt wird.
5. Fahrzeug- und / oder Zwischenboden nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilbleche (11-17) aus Panzerstahl bestehen.
PCT/EP2013/050401 2012-01-23 2013-01-10 Verfahren zur herstellung des fahrzeugbodens eines minengeschützten fahrzeuges Ceased WO2013110505A1 (de)

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