DE102009018802A1 - Armoring element for vehicle, particularly motor vehicle, has sandwich composite whose layers are made of metal, stone material and plastic and stone material layer is arranged between plastic films - Google Patents

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Abstract

The armoring element has a sandwich composite (8) whose layers (10) are made of metal, stone material and plastic. A stone material layer (12) is arranged between plastic films (14,16). An assigned metal layer (18,20) is arranged on the outer side of the plastic films. The stone material layer is designed as a stone laminate (22) from a calibrated stone material (24) on a carrier layer (26) or is formed from embedded stone block in a resin matrix by a composite material.

Description

Die Erfindung betrifft ein Panzerungselement für ein Fahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.The Invention relates to an armor element for a vehicle, in particular a motor vehicle, in the preamble of the claim 1 specified type.

Es sind gepanzerte Fahrzeuge bekannt, bei denen meistens Panzerplatten aus Stahl eingesetzt werden. Eine Stahlplatte mit einer Stärke von 8 mm hat ein Flächengewicht von 64 kg/m2. Die Dichte von Keramik beträgt 20 bis 70% der Dichte von Stahl, aber der Einsatz von Keramikplatten ist sehr kostenintensiv.There are armored vehicles are known in which mostly steel armor plates are used. A steel plate with a thickness of 8 mm has a basis weight of 64 kg / m 2 . The density of ceramics is 20 to 70% of the density of steel, but the use of ceramic tiles is very costly.

Neben der Art des verwendeten Materials spielt wegen den Belastbarkeitsgrenzen des entsprechenden Materials vor allem deren Stärke eine entscheidende Rolle. Bei gleichem Material bietet eine dickere Panzerung besseren Schutz. Eine dickere Panzerung bedeutet aber auch mehr Gewicht, größere Abmessungen, Unförmigkeit, Behinderung der Bewegungsfreiheit, Einschränkung der Sensorik, etc.Next The type of material used plays because of the load limits of the material in question above all its strength decisive role. For the same material offers a thicker armor better protection. A thicker armor also means more Weight, larger dimensions, shapelessness, Obstruction of freedom of movement, limitation of sensor technology, Etc.

Durch eine Sandwichbauweise, durch welche verschiedene Eigenschaften verschiedener Werkstoffe kombiniert werden können, kann eine Gewichtreduzierung erreicht werden. Ein solcher Sandwichaufbau ist beispielsweise bereits aus der DE 200 19 104 U1 als bekannt zu entnehmen. Dabei ist eine Verbundsicherheitsplatte gezeigt, welche einen oder mehrere Träger umfasst, auf welchen zwei oder mehrere Kunststoffschichten aufgebracht sein können.By a sandwich construction, through which different properties of different materials can be combined, a weight reduction can be achieved. Such a sandwich construction is for example already in the DE 200 19 104 U1 to be known as known. In this case, a composite safety plate is shown which comprises one or more carriers, on which two or more plastic layers can be applied.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Panzerungselement für ein Fahrzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem sich bei relativ geringem Flächengewicht eine verbesserte ballistische Fähigkeit erreichen lässt.It Object of the present invention, an armor element for to provide a vehicle of the type mentioned, with which improved at relatively low basis weight achieves ballistic ability.

Diese Aufgabe wird durch ein Panzerungselement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.These Task is by an armor element with the features of the claim 1 solved. Advantageous embodiments with appropriate and non-trivial developments of the invention are in the dependent Claims specified.

Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wird ein Panzerungselement für ein Fahrzeug mit einem Sandwichverbund vorgeschlagen, welcher Schichten aus Metall, Steinmaterial und Kunststoff umfasst, wobei eine Steinmaterialschicht zwischen jeweiligen Kunststoffschichten angeordnet ist, und wobei außenseitig der jeweiligen Kunststoffschicht eine jeweils zugeordnete Metallschicht angeordnet ist. Durch diese Anordnung der Schichten kann das Eindringen von Munition, Geschosssplittern oder dgl. in den Fahrzeuginnenraum wirkungsvoll verhindert werden. Durch die Verwendung einer Steinmaterialschicht ist eine Gewichtsersparnis gegenüber den zur Panzerung verwendeten Metallen möglich. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch die beiden außenseitigen Blechschichten eine besonders günstige Verarbeitung des Verbundbauteils möglich ist.to Solution of the problem of the invention becomes an armor element for a vehicle with a sandwich composite proposed, which comprises layers of metal, stone material and plastic, wherein a stone material layer between respective plastic layers is arranged, and wherein the outside of the respective plastic layer a each assigned metal layer is arranged. By this arrangement The layers can be the penetration of ammunition, bullet fragments or the like can be effectively prevented in the vehicle interior. By using a stone material layer is a weight saving possible against the metals used for armoring. Another advantage is that through the two outside Sheet metal layers a particularly favorable processing of Composite component is possible.

Gemäß zwei bevorzugten Ausführungsformen ist es vorgesehen, dass die Steinmaterialschicht entweder als ein Steinlaminat aus einem kalibrierten Steinmaterial auf einer Trägerschicht oder durch einen Verbundwerkstoff aus einem in einer Harzmatrix eingebetteten Steinmehl ausgebildet ist. Dadurch werden das Handling und die Verarbeitung in dem Panzerungselement vereinfacht.According to two preferred embodiments it is provided that the Stone material layer either as a stone laminate of a calibrated stone material on a carrier layer or through a composite material formed of a stone matrix embedded in a resin matrix is. This will be the handling and processing in the armor element simplified.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Steinmaterialschicht als eine Keramikschicht ausgebildet ist. Die große Härte und Druckfestigkeit der Keramik führt zum Aufweiten beispielsweise eines Metallstachels bzw. eines Metallpfeils und vermindern somit die effektive Eindringtiefe in das Panzerungselement. Im Gegensatz zu Panzerstahl, der bei hohem Drücken des Metallstachels ausweicht, reagiert Keramik mit Rissbildung. Körner der Keramik dringen in den Metallstachel ein oder werden vor dem Stachel komprimiert und hemmen somit das Fortkommen weit effektiver als Panzerstahl.According to one further advantageous embodiment of the invention it provided that the stone material layer as a ceramic layer is trained. The great hardness and pressure resistance the ceramic leads to the expansion of, for example, a metal spike or a metal arrow and thus reduce the effective penetration depth in the armor element. In contrast to steel armor, which at high pressure Evades the metal spike, ceramic reacts with cracking. Grains of ceramic penetrate into the metal spine or are compressed before the sting and thus inhibit the progress far more effective than armored steel.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich darüber hinaus als vorteilhaft gezeigt, wenn eine jeweilige Kunststoffschicht durch einen der Kunststoffe Polyurethan, Polyvinylbutyral oder Ethylenvinylacetat ausgebildet ist. Durch die hohe Elastizität und das hohe Energieabsorptionsvermögen dieser Werkstoffe bei einem Aufschlag kann das Eindringen von Geschosssplittern in dem Fahrzeuginnenraum verhindert werden.In Another embodiment of the invention, it has it In addition, shown as advantageous when a respective plastic layer by one of the plastics polyurethane, polyvinyl butyral or ethylene vinyl acetate is trained. Due to the high elasticity and the high Energy absorption of these materials in a Impact may be the penetration of bullets in the vehicle interior be prevented.

Zudem ist es vorteilhaft, wenn eine jeweilige Kunststoffschicht durch Fasern oder ein Gewebe, insbesondere Aramidfasern oder Aramidgewebe, verstärkt ist. Dadurch wird die mechanische Belastbarkeit erhöht. Aramidfasern und Aramidgewebe sind besonders reißfest.moreover it is advantageous if a respective plastic layer by Fibers or a fabric, in particular aramid fibers or Aramid fabric, reinforced is. This increases the mechanical load capacity. Aramid fibers and aramid fabrics are particularly tear-resistant.

Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Metallschicht als ein Blech, insbesondere mit einer Stärke von etwa 1 mm, ausgebildet ist. Durch eine relativ dünne Metallschicht wird das Flächengewicht des Panzerungselements gegenüber aus Stahlplatten ausgebildeten Panzerungen sehr niedrig gehalten.After all It has been found to be advantageous if the metal layer as a sheet, in particular with a thickness of about 1 mm, is trained. Through a relatively thin metal layer the surface weight of the armor element is opposite Steel plates trained armor kept very low.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description and with reference to the drawings. Showing:

1 eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht eines als Sandwichverbund ausgebildeten Panzerungselements für ein Fahrzeug, bei welcher eine Steinmaterialschicht zwischen jeweiligen Kunststoffschichten angeordnet ist, welche jeweils zwischen zwei Metallschichten angeordnet sind, wobei die Steinmaterialschicht gemäß einer ersten Ausführungsform als ein Steinlaminat aus einem kalibrierten Steinmaterial auf einer Trägerschicht ausgebildet ist; 1 a schematic and partial sectional view of a trained as sandwich composite armor element for a driving in which a stone material layer is arranged between respective plastic layers, which are each arranged between two metal layers, wherein the stone material layer is formed according to a first embodiment as a stone laminate of a calibrated stone material on a carrier layer;

2 eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht eines gleichartigen Panzerungselements für ein Fahrzeug, bei welchem die Steinmaterialschicht gemäß einer zweiten Ausführungsform durch einen Verbundwerkstoff aus einem in einer Harzmatrix eingebetteten Steinmehl ausgebildet ist; und 2 a schematic and partial sectional view of a similar armor element for a vehicle in which the stone material layer is formed according to a second embodiment by a composite material embedded in a resin matrix rock meal; and

3 eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht eines gleichartigen Panzerungselements für ein Fahrzeug, bei welchem die Steinmaterialschicht gemäß einer dritten Ausführungsform als eine Keramikschicht ausgebildet ist. 3 a schematic and partial sectional view of a similar armor element for a vehicle, in which the stone material layer is formed according to a third embodiment as a ceramic layer.

In den 1 bis 3 ist jeweils eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht eines Panzerungselements für ein Fahrzeug dargestellt. Das Panzerungselement ist als ein Sandwichverbund 8 ausgebildet, welcher fünf Schichten 10 aufweist. Dabei ist eine Steinmaterialschicht 12 zwischen zwei Kunststoffschichten 14, 16 angeordnet, wobei außenseitig der jeweiligen Kunststoffschicht 14, 16 eine jeweils zugeordnete Metallschicht 18, 20 angeordnet ist.In the 1 to 3 in each case a schematic and partial sectional view of an armor element for a vehicle is shown. The armor element is as a sandwich composite 8th formed, which five layers 10 having. This is a stone material layer 12 between two plastic layers 14 . 16 arranged, wherein the outside of the respective plastic layer 14 . 16 a respective associated metal layer 18 . 20 is arranged.

Gemäß der ersten Ausführungsform von 1 ist die Steinmaterialschicht 12 als ein Steinlaminat 22 aus einem kalibrierten Steinmaterial 24 auf einer Trägerschicht 26 ausgebildet. Durch das kalibrierte Steinmaterial 24 weist die Steinmaterialschicht 12 eine gleichmäßige Stärke.According to the first embodiment of 1 is the stone material layer 12 as a stone laminate 22 from a calibrated stone material 24 on a carrier layer 26 educated. Through the calibrated stone material 24 indicates the stone material layer 12 a uniform strength.

In 2 ist eine zweite Ausführungsform dargestellt, bei welcher die Steinmaterialschicht 12 durch einen Verbundwerkstoff 28 aus einem in einer Harzmatrix 30 eingebetteten Steinmehl 32 ausgebildet ist, und in 3 ist eine dritte Ausführungsform dargestellt, bei welcher die Steinmaterialschicht 12 als eine Keramikschicht 34 ausgebildet ist.In 2 a second embodiment is shown in which the stone material layer 12 through a composite material 28 from one in a resin matrix 30 embedded stone meal 32 is trained, and in 3 a third embodiment is shown in which the stone material layer 12 as a ceramic layer 34 is trained.

Die jeweiligen Kunststoffschichten 14, 16 können in jeder Ausführung als eine Kunststofffolie ausgebildet sein. Durch die jeweiligen Kunststoffschichten 14, 16 wird das Eindringen von Geschosssplittern in dem Fahrzeuginnenraum verhindert. Die jeweiligen Kunststoffschichten 14, 16 können dabei durch einen der Kunststoffe Polyurethan, Polyvinylbutyral oder Ethylenvinylacetat ausgebildet sein.The respective plastic layers 14 . 16 can be designed in each embodiment as a plastic film. Through the respective plastic layers 14 . 16 the penetration of Geschosssplittern is prevented in the vehicle interior. The respective plastic layers 14 . 16 can be formed by one of the plastics polyurethane, polyvinyl butyral or ethylene vinyl acetate.

Der Einsatz von zwei Kunststoffschichten 14, 16 aus unterschiedlichen Kunststoffen in einem Panzerungselement ist denkbar. Dadurch kann von den verschiedenen Eigenschaften beider Kunststoffe profitiert werden.The use of two plastic layers 14 . 16 made of different plastics in an armor element is conceivable. This can benefit from the different properties of both plastics.

Die Kunststoffschichten 14, 16 können zudem mittels beispielsweise Aramidfasern oder Aramidgewebe verstärkt sein, so dass sie reißfester ausgebildet sind.The plastic layers 14 . 16 can also be reinforced by means of, for example, aramid fibers or aramid fabrics, so that they are made tear-resistant.

Um dem Panzerungselement die nötige Stabilität zu geben und dabei auch das Flächengewicht in Grenzen zu halten, umfassen die jeweilige Metallschichten 18, 20 ein Blech mit einer Stärke von ca. 1 mm.In order to give the armor element the necessary stability while also keeping the basis weight within limits, the respective metal layers comprise 18 . 20 a sheet with a thickness of about 1 mm.

Ein solches Panzerungselement kann ein Flächengewicht von etwa 40 kg/m2 aufweisen.Such an armor element may have a basis weight of about 40 kg / m 2 .

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 20019104 U1 [0004] - DE 20019104 U1 [0004]

Claims (8)

Panzerungselement für ein Fahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen, mit einem Sandwichverbund (8), welcher Schichten (10) aus Metall, Steinmaterial und Kunststoff umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steinmaterialschicht (12) zwischen jeweiligen Kunststoffschichten (14, 16) angeordnet ist, wobei außenseitig der jeweiligen Kunststoffschicht (14, 16) eine jeweils zugeordnete Metallschicht (18, 20) angeordnet ist.Armor element for a vehicle, in particular a motor vehicle, with a sandwich composite ( 8th ), which layers ( 10 ) of metal, stone material and plastic, characterized in that a stone material layer ( 12 ) between respective plastic layers ( 14 . 16 ) is arranged, wherein on the outside of the respective plastic layer ( 14 . 16 ) a respectively assigned metal layer ( 18 . 20 ) is arranged. Panzerungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steinmaterialschicht (12) als ein Steinlaminat (22) aus einem kalibrierten Steinmaterial (24) auf einer Trägerschicht (26) ausgebildet ist.Armouring element according to claim 1, characterized in that the stone material layer ( 12 ) as a stone laminate ( 22 ) from a calibrated stone material ( 24 ) on a carrier layer ( 26 ) is trained. Panzerungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steinmaterialschicht (12) durch einen Verbundwerkstoff (28) aus einem in einer Harzmatrix (30) eingebetteten Steinmehl (32) ausgebildet ist.Armouring element according to claim 1, characterized in that the stone material layer ( 12 ) by a composite material ( 28 ) from one in a resin matrix ( 30 ) embedded stone meal ( 32 ) is trained. Panzerungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steinmaterialschicht (12) als eine Keramikschicht (34) ausgebildet ist.Armouring element according to claim 1, characterized in that the stone material layer ( 12 ) as a ceramic layer ( 34 ) is trained. Panzerungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine jeweilige Kunststoffschicht (14, 16) als eine Kunststofffolie ausgebildet ist.Armor element according to one of the preceding claims, characterized in that a respective plastic layer ( 14 . 16 ) is formed as a plastic film. Panzerungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine jeweilige Kunststoffschicht (14, 16) durch einen der Kunststoffe Polyurethan, Polyvinylbutyral oder Ethylenvinylacetat ausgebildet ist.Armor element according to one of the preceding claims, characterized in that a respective plastic layer ( 14 . 16 ) is formed by one of the plastics polyurethane, polyvinyl butyral or ethylene vinyl acetate. Panzerungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine jeweilige Kunststoffschicht (14, 16) durch Fasern oder ein Gewebe, insbesondere Aramidfasern oder Aramidgewebe, verstärkt ist.Armor element according to one of the preceding claims, characterized in that a respective plastic layer ( 14 . 16 ) is reinforced by fibers or a woven fabric, in particular aramid fibers or aramid fabrics. Panzerungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschicht (18, 20) als ein Blech, insbesondere mit einer Stärke von etwa 1 mm, ausgebildet ist.Armor element according to one of the preceding claims, characterized in that the metal layer ( 18 . 20 ) is formed as a sheet, in particular with a thickness of about 1 mm.
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