Diese Fallstudie beschreibt die systematische Leichtbauoptimierung typischer gepanzerter Transporter. Basierend auf einem abgeschlossenen Engineering-Projekt wurde untersucht, wie sich durch Wandstärkenreduktion, Materialsubstitution, Struktur- und Systemleichtbau eine signifikante Gewichtseinsparung erzielen lässt. Ziel ist die Einhaltung der zulässigen Gesamtmasse von 3.5 t bei zivil zugelassenen Fahrzeugen unter gleichzeitiger Beibehaltung des ballistischen Schutzes und funktionaler Anforderungen.
Die Ausgangssituation
Eine mittelständische Firma produziert maßgeschneiderte gepanzerte Fahrzeuge für zivile und kommerzielle Anwendungen. Die bestehenden Fahrzeugkonzepte überschreiten aufgrund konventioneller Konstruktionsmethoden und massiver Schutzstrukturen regelmäßig die Führerscheingrenze von 3.5 Tonnen. Ziel des Projekts war eine technisch fundierte Bewertung und Optimierung dieser Strukturen in Richtung Leichtbau – bei voller Beibehaltung der Schutzklasse (z. B. VPAM BRV 2009 VR7).
Die Herausforderung
Neben der Sicherstellung der Schutzfunktion gegen ballistischen Beschuss und
Splitterwirkungen sind folgende Herausforderungen zu meistern:
- Gewichtsbeschränkung <3.5 t für zivilrechtliche Führerscheinklasse
- Integration von Komfort-, Kommunikations- und Klimatisierungssystemen
- Gewährleistung struktureller Integrität bei Crash-, Vibrations- und Dauerlastszenarien
- Fertigungsrestriktionen, Materialverfügbarkeiten und Umrüstbarkeit
Die Leichtbaustrategie folgte einem mehrstufigen Ansatz:
- Bestandsanalyse: Erhebung Ist-Gewichte, Wandstärken, Materialien und Lastpfade
- Zielkonzeption: Ableitung von Referenzwerten je Funktionsgruppe, Definition technischer Ziele
- FE-Modellierung: Nichtlineare Struktur- und Impact-Simulationen unter STANAG/VPAM-Lastfällen
- Optimierung: Wandstärkenreduktion, Substitution durch Aluminium-Sandwich und Faserverbund, Topologie- und Formoptimierung
- Massenmanagement: Integration aller Einzelmaßnahmen in ein konsistentes Massenbuch mit Soll-Ist-Vergleich
Durch die konsequente Anwendung der Maßnahmen konnten folgende Ergebnisse erzielt werden:
Aufdeckung von Gewichtseinsparpotenzialen zur Reduktion der Gesamtmasse um 430 kg (−12.8 %)
- Gewichtseinsparpotenzial – Strukturleichtbau: 180 kg
- Gewichtseinsparpotenzial – Materialsubstitution: 130 kg
- Gewichtseinsparpotenzial – Funktionsintegration/Systemleichtbau: 120 kg
Real umgesetzt konnte im Bereich Interieur eine kostenneutrale Massereduktion von ca. 30 kg. Die final optimierten Konzepte erfüllten weiterhin die ballistischen Anforderungen und erlaubten die Fahrzeugzulassung mit 3.48 t Gesamtmasse.
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