DE102009043492A1

DE102009043492A1 - Ballistisches Schutzmodul

Info

Publication number: DE102009043492A1
Application number: DE200910043492
Authority: DE
Inventors: Stephan Dr. Schaare
Original assignee: Rheinmetall Landsysteme GmbH
Current assignee: Rheinmetall Landsysteme GmbH
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2009-09-30
Publication date: 2011-04-07
Anticipated expiration: 2029-10-01
Also published as: DE102009043492B4; WO2011038819A1

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Schutzmodul (2), bestehend aus Keramikkacheln (1), die auf wenigstens einem Träger (4) aufgebracht sind, wobei die Keramikkacheln (1) sowie der/die Träger (4) von einer Schrumpffolie (3) eng umschlossen werden. Dabei wird die Druckspannung in einer Lage von Keramikkacheln (1) durch die umschließende Schrumpffolie (3) erzeugt, wenn diese nach dem Erwärmen schrumpft.

Description

Die Erfindung beschäftigt sich mit der Schaffung eines ballistischen Schutzmoduls bestehend im Wesentlichen aus Keramik. Dabei wird der Umstand ausgenutzt, dass die Leistung der Keramikkacheln gegen auftreffende Geschosse erhöht werden kann, wenn eine Druckspannung in die Kacheln eingebracht wird.
Bekannt ist der Aufbau eines Schutzmoduls gegen Geschosse etc. beispielsweise aus der DD 301 990 A9 . Das Schutzelement besteht hierbei aus einem harten, spröden Material mit einer vorzugsweise pyramidenspitzenförmigen Geometrie und ist eingebettet in einem hochpolymeren Material, einer Stahlplatte bzw. einem Stahlblech hoher Zugfestigkeit sowie mehreren Lagen eines technischen Gewebes und einem Schockabsorber.
Eine gepanzerte Platte, beinhaltend eine keramische Grundschicht, die eine innere und eine äußere Oberfläche besitzt, wobei an die äußere Oberfläche mindestens eine Schicht eines Verbundwerkstoffes gebunden ist, der Diamantstaub dispergiert in einem Substrat enthält, beschreibt die DE 60 2005 004 713 T2 .
Ein Panzerungsaufbau mit einer Schicht aus Keramik kann der DE 20 2005 017 397 U1 entnommen werden. Ein Verfahren zum Verbinden von Keramik ist des Weiteren in der DE 11 2004 001 032 T5 aufgezeigt.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein aus Keramik aufgebautes Schutzmodul mit erhöhtem Schutzmoment aufzuzeigen.
Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar. Ein Verfahren zur Herstellung des Schutzmoduls zeigt der Anspruch 8 auf.
Die Praxis hat gezeigt, dass Keramikkacheln als Schutzmodul an modernen Fahrzeugen einen ausreichenden Schutz bieten. Die erforderliche Druckspannung wird dadurch erzeugt, dass die Keramiken in eine Polymermatrix (Polyurethan, Polycarbonat) eingebettet werden. Durch Volumenänderung des Polymers beim Aushärten werden dann die Druckspannungen eingebracht.
Für eine gute Wirksamkeit der polymeren Vergussmassen muss ein ausreichendes Volumen vorhanden sein. Wird dieses auf der Vorder- und Rückseite der Keramikebene aufgebracht, sinkt die Volumeneffizienz. Befinden sich zwischen den Kacheln zusätzliche Hohlräume zur Aufnahme des Polymers, entstehen in der Regel lokale ballistische Schwachstellen im Schutzmodul.
Der Erfindung liegt nun die Idee zugrunde, die Druckspannung in eine Lage von Keramikkacheln durch eine umwickelte Schrumpffolie einzubringen. Diese wird nach dem Umwickeln geschrumpft, sodass beim Schrumpfen die Druckspannungen auf die Keramikkacheln übertragen werden.
Der Vorteil liegt in einer Reduzierung der Volumeneffizienz und dem Verhindern von lokalen ballistischen Schwachstellen.
Als Verstärkungsfasern können Glasfasern, Aramidfasern, Dyneemafasern, Kohlenstofffasern oder Mischungen verwendet werden. Alternativ kommen auch Hartschaumstoffe oder Wabenmaterialien in Frage. Letztere basieren vorzugsweise auf Basis von Aramid, Nomexund/oder Glasfasern.
Anhand eines Ausführungsbeispiels mit Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigt:
1 Keramikkacheln eines Schutzmoduls mit einer locker umwickelten Schrumpffolie,
2 die Keramikkacheln mit der geschrumpften Folie aus 1.
In 1 ist ein aus mehreren Keramikkacheln 1 bestehendes Schutzmodul 2 aufgezeigt, dass locker von einer Schrumpffolie 3 umschlossen wird. Die Kacheln 1 sind auf einem so genannten Backing bzw. Träger 4 aufgebracht. Durch Erwärmen der Schrumpffolie 3 zieht sich diese zusammen und schließt sich – vorzugsweise sehr eng – um die Keramikkacheln 1 und den Träger 4. Dadurch werden Druckspannungen in und zwischen den Kacheln 1 erzeugt.
Der Aufbau ermöglicht den Einsatz an jeglichem zu schützenden Objekt, wie stationäre Gebäude, sowie mobile Objekte und Fahrzeuge aller Art (zu Land, zu Luft, zu Wasser).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DD 301990 A9 [0002]
DE 602005004713 T2 [0003]
DE 202005017397 U1 [0004]
DE 112004001032 T5 [0004]

Claims

Schutzmodul (2), bestehend aus Keramikkacheln (1), die auf wenigstens einem Träger (4) aufgebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Keramikkacheln (1) sowie der/die Träger (4) von einer Schrumpffolie (3) eng umschlossen werden.
Schutzmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrumpffolie (3) vor der Erwärmen die Keramikkacheln (1) und dem/die Träger (4) locker um diese gelegt bzw. gewickelt wird.
Schutzmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kachelmaterial Aluminiumoxid, Siliziumcarbid und/oder Borcarbid ist.
Schutzmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial ein faserverstärkter Kunststoff ist.
Schutzmodul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, das die Verstärkungsfasern unter anderem Glasfasern, Aramidfasern, Dyneemafasern, Kohlenstofffasern oder Mischungen der vorgenannten Typen sind.
Schutzmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Hartschaumstoffe oder Wabenmaterialien auf Basis von Aramid, Nomex- und/oder Glasfasern verwendet werden.
Schutzmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6 gekennzeichnet durch den Einsatz an einem Fahrzeug oder einem anderen zu schützenden Objekt.
Verfahren zur Herstellung eines Schutzmoduls, bestehend aus Keramikkacheln (1), die auf wenigstens einem Träger (4) aufgebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schrumpffolie (3) um die Keramikkachel (1) und den Träger (2) gelegt oder diese in die Schrumpffolie (3) eingelegt werden, und durch Erwärmen der Schrumpffolie (3) sich diese zusammen zieht und sich um die Keramikkacheln (1) und den Träger (4) legt, sodass sich Druckspannungen in und zwischen den Keramikkacheln (1) aufbilden.