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Die
Erfindung betrifft ein Strahlungsfilter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches
1.
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Ein
solches Strahlungsfilter dient beispielsweise zur Dämpfung der
IR-Abstrahlung von einem Objekt, wie einem Fahrzeug, Schiff oder
einer stationären
Einrichtung, bei der es sich z. B. um ein Gebäude, einen Mannschafts-Unterstand
oder dergleichen handelt. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Militärfahrzeug,
wie einen Mannschaftswagen, ein gepanzertes Fahrzeug o. dgl. handeln.
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Fahrzeuge,
Schiffe und stationäre
Einrichtungen bzw. sonstige Objekte zeichnen sich durch ihre gesamte
bzw. baugruppenspezifische Wärmeabstrahlung
vom Hintergrund deutlich ab und sind folglich mit Wärmesuchköpfen leicht
aufzufassen.
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Um
eine solche Abzeichnung der Wärmeabstrahlung
vom umgebenden Hintergrund und die Auffassung mit Wärmesuchköpfen zu
reduzieren, sind IR-Strahlungsfilter, d. h. IR-Dämpfungselemente, in halbharter
und in harter Ausbildung bekannt, die am jeweiligen Objekt, d. h.
am jeweiligen Fahrzeug, Schiff oder an der jeweiligen stationären Einrichtung, angebracht
werden. Diese bekannten IR-Dämpfungselemente
sind nicht elastisch, so dass sie am jeweiligen, seine IR-Abstrahlung
dämpfenden
Objekt nicht optimal an dessen Außenkonturen angepasst werden
können.
Außerdem
besitzen diese bekannten halbharten oder harten IR-Dämpfungselemente eine
zumindest teilweise offenporige Oberfläche, so dass sie nicht dauerhaft
truppentauglich sind.
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Desgleichen
sind Strahlungsfilter bekannt, die zur Absorption von Radarstrahlen
vorgesehen sind. Die auf dem Strahlungsfilter auftreffende Radarstrahlung
wird hierbei entsprechend den Absorptionseigenschaften des Radar-Strahlungsfilters
in Wärme umgewandelt.
Diese Wärmeentwicklung
ist jedoch zu der weiter oben genannten erwünschten Dämpfung der IR-Abstrahlung vom
jeweiligen Objekt im Gegensatz. Das heißt, eine erwünschte Radarstrahlen-Absorption
und eine erwünschte
Dämpfung der
IR-Abstrahlung sind zueinander konträr, d. h. sie widersprechen
sich eigentlich.
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Der
Erfindung liegt dennoch die Aufgabe zugrunde, ein Strahlungsfilter
der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem gute Dämpfungs-
bzw. Absorptionseigenschaften sowohl bezüglich Radarstrahlen als auch
bezüglich
Dämpfung
der IR-Abstrahlung erreicht werden, und das an die Kontur des jeweiligen
Objektes einfach anpassbar ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Bevorzugte Aus- bzw. Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Strahlungsfilters
sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
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Besonders
vorteilhaft ist es bei dem erfindungsgemäßen Strahlungsfilter, dieses
an seiner Oberflächenschicht
mit einer geschlossenporigen, strukturierten Außenoberfläche auszubilden. Dabei ist
es zweckmäßig, wenn
die strukturierte Außenoberfläche als
allseits gerundete Noppenoberfläche ausgebildet
ist, wobei die Noppen unterschiedliche Abmessungen – sowohl
im Querschnitt als auch in der Höhe – aufweisen
und unregelmäßig verteilt
vorgesehen sind. Eine derartige Ausbildung weist den Vorteil auf,
dass die Abzeichnung des mit einem erfindungsgemäßen Strahlungsfilter versehenen
Objektes in Bezug zur Umgebung, d. h. in Bezug zum Hintergrund des
Objektes, nur noch eine relativ kleine Temperaturdifferenz besitzt,
die beispielsweise 5° Celsius
oder weniger beträgt.
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Durch
die Ausbildung des erfindungsgemäßen Strahlungsfilters
mit einer Oberflächenschicht aus
einem dauerelastischen Material, insbesondere einem getriebenen,
geschäumten
dauerelastischen Material mit einer geschlossenporigen Außenoberfläche ergibt
sich ein Strahlungsfilter mit einer strapazierfähigen Oberfläche, wie
sie beispielsweise für
militärische
Anwendungen erforderlich ist.
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Zweckmäßig kann
es sein, wenn die Außenoberfläche des
erfindungsgemäßen Strahlungsfilters, d.
h. seiner Oberflächenschicht,
zur optischen Tarnung gefärbt
ist, so dass sich durch optische Flächenzerreißung eine entsprechende Tarnwirkung
ergibt. Besonders vorteilhaft ist die Tarnwirkung durch eine Flächenzerreißung in
der IR-Abbildung
des mit dem erfindungsgemäßen Strahlungsfilter
versehenen Objektes.
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Dadurch,
dass die mindestens zwei Schichtlagen der Grundschicht und die von
der Grundschicht durch die Abstandselemente beabstandete und mit ihr
verbundene Oberflächenschicht
aus elastischen Materialien bestehen, ist in vorteilhafter Weise
eine problemlose Anpassung des Strahlungsfilters an die Kontur des
jeweiligen Objektes, bei dem es sich um ein Fahrzeug, Schiff oder
eine stationäre
Einrichtung handeln kann, möglich.
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Durch
die Ausbildung des erfindungsgemäßen Strahlungsfilters
mit einer geschlossenporigen Außenoberfläche beispielsweise
mit unterschiedlich großen
und unregelmäßig verteilten,
allseits abgerundeten Noppen aus einem getriebenen dauerelastischen
Material in der jeweils gewünschten
Farbe werden also – wie
bereits erwähnt
worden ist – in
vorteilhafter Weise sowohl optische Tarneffekte als auch die gewünschten
thermischen Dämpfungseffekte – sowohl
der durch das Objekt erzeugten IR-Abstrahlung als auch der durch
auf das Objekt auftreffende Radarstrahlung generierten IR-Strahlung – erzielt und
miteinander kombiniert. Die erwünschte
thermische Dämpfung
wird durch den Hohlraum zwischen der mindestens zwei Schichtlagen
aufweisenden elastischen Grundschicht und der elastischen Oberflächenschicht,
d. h. durch die im besagten Hohlraum befindliche Luftschicht, unter
der getriebenen Oberflächenschicht
in vorteilhafter Weise verstärkt.
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Die
besagten Schichten bestehen beispielsweise aus Chloropren-Kautschuk,
Halogen-Butyl-Kautschuk
oder Butyl-Kautschuk. Die eine Fängerschicht
für Radarstrahlen
bildende Oberflächenschicht
besteht zweckmäßigerweise
aus getriebenem Halogen-Butyl-Kautschuk
der Mischungsbezeichnung GWB 9269.
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Die
Luftschicht ist durch die Abstandshalter der Grundschicht und dem
Verbindungssystem in ihrer Dicke bestimmt.
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Erfindungsgemäße Strahlungsfilter
sind dauerhaft elastisch, begehbar, strapazierfähig und im Bedarfsfall dekontaminierbar.
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Die
Dicke der Schichtlagen der Grundschicht beträgt beispielsweise 1–3 mm, wobei
es sich versteht, dass die besagten Schichtlagen auch mit anderen
Dicken dimensioniert sein können.
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Die
Dicke der eine Fängerschicht
für Radarstrahlen
bildenden Oberflächenschicht
ist vorzugsweise > 1
mm.
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Die
Schichtlagen der Grundschicht sind miteinander großflächig fest
verbunden. Bei dieser Verbindung kann es sich um eine Vulkanisation
oder um eine Klebeverbindung handeln.
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Die
Schichtlagen der Grundschicht besitzen voneinander verschiedene
relative Dielektrizitätskonstanten.
Als vorteilhaft hat es sich hierbei erwiesen, wenn die Dielektrizitätskonstanten
der Schichtlagen der Grundschicht in der von der Oberflächenschicht wegweisenden
Richtung jeweils größer werden.
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Die
Dicken der Schichtlagen der Grundschicht bemessen sich nach der
Frequenz der zu dämpfenden
Radarstrahlung. Erfindungsgemäß wird in
den Frequenzbereich 8,2 bis 12,4 GHz, 26,5–40 GHz und 90–100 GHz
eine Grunddämpfung
von > 10 dB erreicht.
Absorptionsspitzen von > 20
dB liegen bei den Frequenzen 10 GHz, 35 GHz und 94 GHz. Dabei wird
also etwa eine Halbierung der Aufklärungstiefe durch feindliches
Radar erreicht. Die Dicke der jeweiligen Schichtlage der Grundschicht
ist ein ungeradzahliges Vielfaches des vierten Teiles der Wellenlänge der
Radarstrahlung, d. h. die besagte Dicke d = (2n + 1)·Λ/4, wobei Λ die Wellenlänge und
n eine beliebige ganze Zahl ist.
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Weitere
Einzelheiten, Merkmale und Vorteil ergeben sich der aus der nachfolgenden
Beschreibung zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele
des erfindungsgemäßen Strahlungsfilters.
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Es
zeigen:
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1 in
einer Schnittdarstellung einen Abschnitt einer Ausbildung des Strahlungsfilters,
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2 einen
Abschnitt des Strahlungsfilters gemäß 1 in Blickrichtung
des Pfeiles II,
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3 einen
Schnitt entlang der Schnittlinie III-III in 1 durch
das Strahlungsfilter,
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4 abschnittweise
in einer Längsschnittdarstellung – ähnlich der 1 – eine andere
Ausbildung des Strahlungsfilters, und
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5 einen
Schnitt entlang der Schnittlinie V-V in 4.
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1 verdeutlicht
abschnittweise in einer Schnittdarstellung eine Ausbildung des Strahlungsfilters 10,
das zur Dämpfung
der IR-Abstrahlung von einem Objekt, wie einem Fahrzeug, Schiff
oder einer stationären
Einrichtung, sowie zur Absorption von auf dem Objekt auftreffenden
Radarstrahlen vorgesehen ist. Das Strahlungsfilter 10 weist
eine elastische Grundschicht 12 auf, mit der es an dem
zu dämpfenden
Objekt mit seiner Grundfläche 14 anliegt.
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Die
Grundschicht 12 besteht aus mindestens zwei Schichtlagen 12a und 12b,
die miteinander materialschlüssig
großflächig fest
verbunden sind. Bei dieser mechanisch festen Verbindung kann es
sich um eine Vulkanisation oder um eine Klebeverbindung handeln.
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Die
Schichtlage 12b besitzt eine relative Dielektrizitätskonstante,
die größer ist
als die relative Dielektrizitätskonstante
der Schichtlage 12a der Grundschicht 12.
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Von
der der Grundfläche 14 gegenüberliegenden
Oberfläche 16 der
Schichtlage 12a der Grundschicht 12 stehen materialeinstückig Abstandselemente 18 weg.
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Wie
aus 3 ersichtlich ist, besitzen die Abstandselemente 18 unterschiedliche
Querschnittsabmessungen und sind an der Schichtlage 12a der Grundschicht 12 unregelmäßig verteilt
vorgesehen.
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Durch
die Abstandselemente 18 ist von der Grundschicht 12 eine
elastische Oberflächenschicht 20 beabstandet
und mit der Grundschicht 12 verbunden. Die Abstandselemente 18 bestimmen
zwischen der elastischen Grundschicht 12 und der elastischen Oberflächenschicht 20 einen
Hohlraum 22, der eine Luftschicht 24 bildet.
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Die
Abstandselemente 18 können
jede beliebige Querschnittsform besitzen; die können eine kreisrunden, einen
ovalen, einen mehreckigen oder einen beliebig anders geformten Querschnitt
besitzen.
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Die
elastische Oberflächenschicht 20 besteht
vorzugsweise aus einem dauerelastischen Material, bei dem es sich
zweckmäßigerweise
um ein getriebenes, geschäumtes
dauerelastisches Material handelt. Die Oberflächenschicht 20 besitzt
eine geschlossenporige Außenoberfläche 26.
Die Außenoberfläche 26 ist
trittfest, sie kann zur optischen Tarnung gefärbt sein.
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Die
eine Fängerschicht
für Radarstrahlen
bildende Oberflächenschicht 20 besteht
z. B. aus getriebenem Halogen-Butyl-Kautschuk. Sie besitzt eine Dicke
von > 1 mm.
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Die
Oberflächenschicht 20 ist
mit einer strukturierten Außenoberfläche 26 ausgebildet.
Die Strukturierung kann als allseitig gerundete Noppenoberfläche ausgebildet
sein, wie die 1 und 2 schematisch
verdeutlichen.
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Die
eine Fängerschicht
für Radarstrahlen
bildende Oberflächenschicht 20 kann
auch als Laubstruktur oder als Netzwerk mit einer, einer Chaos-Struktur
einer Holzwolle ähnlichen
Strukturierung ausgebildet sein.
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Die
Schichtlagen 12a, 12b, ... 12n der Grundschicht 12 bestehen
vorzugsweise – wie
die Oberflächen 20 – aus einem
dauerelastischen Material. Zweckmäßigerweise bestehen die Schichtlagen 12a, 12b,
... 12n der Grundschicht 12 aus Chloropren-Kautschuk.
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Die
Oberfläche 16 der
Grundschicht 12 kann ebenflächig glatt oder – wie die
Oberflächenschicht 20 – strukturiert
sein.
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Die
Oberflächenschicht 20 ist
mit den Abstandselementen 18 der Grundschicht 12 fest
verbunden. Bei dieser Verbindung kann es sich um eine materialschlüssige Verbindung
wie beispielsweise eine Verschweißung, eine Verklebung oder
eine Vernähung
handeln. Eine andere Möglichkeit
besteht darin, dass die Grundschicht 12 mit der Oberflächenschicht 20 an
den Abstandselemente 18 formschlüssig verbunden ist. In 1 ist
als formschlüssige
Verbindung eine Druckknopf-Verbindung verdeutlicht.
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Bei
den für
das erfindungsgemäße Strahlungsfilter
zur Anwendung gelangenden Materialien handelt es sich beispielsweise
um geschäumten,
getriebenen Zellkautschuk oder Moosgummi oder – wie bereits ausgeführt worden
ist – um
Chloropren-Kautschuk, um Halogen-Butyl-Kautschuk oder um Butyl-Kautschuk.
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Die
Gesamtdicke d. h. Bauhöhe
des Strahlungsfilters beträgt
beispielsweise 5 bis 10 mm, ohne selbstverständlich hierauf beschränkt zu sein.
Die Spaltweite des Hohlraumes 22 des Strahlungsfilters 10 beträgt beispielsweise
3 mm. Selbstverständlich ist
auch eine andere Dimension der Spaltweite möglich. Die Wellenhöhe der Noppen 28 beträgt beispielsweise
1–2 mm.
Die Noppen 28 liegen z. B. in drei unterschiedlichen Durchmessern
und Höhen
vor.
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Die
Schichtlagen 12a, 12b, ... 12n der Grundschicht 12 sind
massiv, die Oberflächenschicht 20 besitzen
wahllos verteilte, mit Luft gefüllte
Poren.
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4 zeigt
in einer Schnittdarstellung in einem größeren Maßstab einen Abschnitt des Strahlungsfilters 10 mit
einer Grundschicht 12, die zwei Schichtlagen 12a und 12b aufweist,
und mit einer Oberflächenschicht 20.
Von der der Oberflächenschicht 20 zugewandten
Schichtlage 12a der Grundschicht 12 stehen materialeinstückig Abstandselemente 18 weg.
In 4 ist nur eines dieser Abstandselemente 18 gezeichnet.
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Durch
das Abstandselement 18 und die Schichtlagen 12a und 12b der
Grundschicht 12 erstreckt sich mittig ein Durchgangsloch 30 hindurch. Das
Durchgangsloch 30 ist mit einer von der Grundfläche 14 der
Grundschicht 12 ausgehenden Einsenkung 32 ausgebildet.
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Die
Oberflächenschicht 20 ist
mit einem Durchgangsloch 34 ausgebildet, das mit dem Durchgangsloch 30 der
Grundschicht 12 axial fluchtet. Das Durchgangsloch 34 ist
wie das Durchgangsloch 30 mit einer Einsenkung 36 ausgebildet.
Die Einsenkung 36 geht von der Außenoberfläche 26 der Oberflächenschicht 20 aus.
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Nach
dem Zusammenbau des Strahlungsfilters 10 können die
Einsenkungen 32 und 36 mit Harz verfüllt werden.
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Bei
der Ausführungsform
des Strahlungsfilters 10 gemäß den 4 und 5 sind
die Grundschicht 12 aus den miteinander verklebten oder
zusammenvulkanisierten Schichtlagen 12a und 12b und
die Oberflächenschicht 20 miteinander
mittels Kunststoff-Rastnieten 38 fest verbunden, die sich durch
Abstandselemente 18 hindurch erstrecken. Die jeweilige
Rastniete 38 besteht aus zwei Nietenteilen 40 und 42.
Jedes der Nietenteile 40 und 42 weist zwei sich
gegenüberliegende
Nietenschenkel 44, 46 (siehe auch 5)
auf. Die Nietenschenkel 44, 46 sind jeweils mit
gezahnten Schenkelflächen 48 ausgebildet,
die im zusammengebauten Zustand der Kunststoff-Rastniete 38 ineinander greifen
und eine fest Verbindung der Nietenteile 40 und 42 und
somit eine fest Verbindung der Grundschicht 12 und der Oberflächenschicht 20 bewirken.
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Das
jeweilige Nietenteil 40, 42 ist mit einem Nietenkopf 50, 52 ausgebildet,
von dem die zugehörigen
Nietenschenkel 44, 46 wegstehen.
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Die
Einsenkung 42 in der Grundschicht 12 dient zur
Aufnahme des Nietenkopfes 50 des Nietenteiles 40.
Die von der Außenoberfläche 26 der
Oberflächenschicht 20 ausgehende
Einsenkung 36 in der Oberflächenschicht 20 dient
zur Aufnahme des Nietenkopfes 52 des Nietenteiles 42.
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Gleiche
Einzelheiten sind in den 4 bis 5 jeweils
mit denselben Bezugsziffern wie in den 1 bis 3 bezeichnet,
so dass es sich erübrigt, in
Verbindung mit den 4 und 5 alle Einzelheiten
noch einmal detailliert zu beschreiben.
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- 10
- Strahlungsfilter
- 12
- Grundschicht
(von 10)
- 12a,
12b
- Schichtlagen
(von 12)
- 14
- Grundfläche (von 12)
- 16
- Oberfläche (von 12)
- 18
- Abstandselemente
(von 12 an 16)
- 20
- Oberflächenschicht
(von 10)
- 22
- Hohlraum
(zwischen 12 und 20)
- 24
- Luftschicht
(in 22)
- 26
- Außenoberfläche (von 20)
- 28
- Noppen
(an 26)
- 30
- Durchgangsloch
(in 18 und 12)
- 32
- Einsenkung
(von 30 in 12)
- 34
- Durchgangsloch
(in 20)
- 36
- Einsenkung
(von 34 in 20)
- 38
- Kunststoff-Rastnieten
(von 10 für 12 und 20)
- 40
- Nietenteil
(von 38 bei 12)
- 42
- Nietenteil
(von 38 bei 20)
- 44
- Nietenschenkel
(von 40)
- 46
- Nietenschenkel
(von 42)
- 48
- gezahnte
Schenkelflächen
(von 44, 46)
- 50
- Nietenkopf
(von 40 in 32)
- 52
- Nietenkopf
(von 42 in 36)