-
Die Erfindung betrifft eine ballistische Schutzeinrichtung, insbesondere für kurzzeitdynamische Anwendungen bei gezieltem Beschuss, wie dieser beispielsweise bei realitätsnahen Schusswechselübungen, Terrorangriffen, organisierter Kriminalität oder bei Angriffen auf militärische Einrichtungen in Krisengebieten zu finden ist.
-
Für vorbekannte ballistische Schutzeinrichtungen werden zumeist Stahl, Kunststoffe und Panzerglas eingesetzt. Stahl wird verwendet, um die Wirkungskraft von Geschossen zu eliminieren, Kunststoffe sollen hingegen das Eindringen von Geschosssplittern verhindern. Auch werden Kunstfasern, wie zum Beispiel Aramid, von Verbundwerkstoffen und auch spezielle Keramiken verwendet, da eine Gewichtsersparnis gegenüber den zur Panzerung verwendeten Sonderstählen möglich ist.
-
Außerdem sind mit Sand und ggf. Steinen gefüllte Säcke vorbekannt, die wegen ihrer unkomplizierten Umsetzung, des geringen Aufwands bei ihrer Herstellung sowie der nahezu überall auf der Welt verfügbaren Baustoffe, beispielsweise als operativer Schutz von militärischen Einrichtungen in Krisengebieten eingesetzt werden.
-
Aus dem Stand der Technik ist die
DE 36 121 73 A1 vorbekannt, welche eine Beschuss feste Kassette offenbart. Diese Beschuss feste Kassette besteht hierbei aus einem mit Hartstein-Schotter gefüllten Stahlblechmantel und wird vorzugsweise als selbsttragendes Wandelement eingesetzt.
-
Die
EP 02870918 A offenbart ein durch chemisches Binden hergestelltes keramisches Panzermaterial. Dieses Panzermaterial besteht aus einer hochfesten, chemisch gebundenen Keramik sowie Fasern zur Erhöhung der Bruchzähigkeit und der Schlagfestigkeit oder harte Zuschlagstoffe, welche die Projektile ablenken, abstumpfen oder abtragen. Das Panzermaterial kann auch aus Kompositionen der vorgenannten Materialen bestehen, die matrixartig in Mehrkomponentensystemen Verwendung finden.
-
Den Lösungen aus dem Stand der Technik haftet der Nachteil an, dass entweder die dort verwendeten Materialien ermüden oder für einen Mehrfachbeschuss auf ein und dieselbe Stelle nicht vorgesehen sind.
-
Es existiert trotz des großen Bedürfnisses des Militärs und der polizeilichen Spezialeinheiten derzeit keine auf dem Markt befindliche ballistische Schutzeinrichtung, beispielsweise eine Beschusswand, die für einen gezielten Mehrfachbeschuss geeignet ist.
-
Die Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin, eine ballistische Schutzeinrichtung, insbesondere für kurzzeitdynamische Anwendungen bei gezieltem Beschuss, vorzuschlagen, die eine ausreichend hohe Widerstandskraft gegen einen Mehrfachbeschuss auf ein und dieselbe Stelle aufweist und die kostengünstig zu fertigen ist.
-
Erfindungsgemäß weist die ballistische Schutzeinrichtung, insbesondere für kurzzeitdynamische Anwendungen bei gezieltem Beschuss, zumindest zwei voneinander beabstandete, im Wesentlichen orthogonal zur Richtung des Beschusses ausgerichtete Panzerplatten auf, die sich gemeinsam mit jeweils zwischen den Panzerplatten sich erstreckenden Mantelflächen zu einem als Geschossfang dienenden Reservoirs mit Füllstoff zur Aufnahme von abgefeuerten Geschossen ergänzen. Der gezielt zum Verschleiß vorgesehene schütt- und rieselfähige Füllstoff ist dabei über zumindest eine Entnahme- und Befüllöffnung des Reservoirs periodisch entnehmbar, separierbar und ergänzbar, respektive erneuerbar, ausgebildet.
-
Erfindungswesentlich ist, dass der zum Verschleiß vorgesehene schütt- und rieselfähige Füllstoff vor dem Erstbeschuss bzw. im Füllzustand des Reservoirs vollständig als Granulat vorliegt und unmittelbar nach dem Beschuss partiell als Granulat und zunächst nur im Eindringbereich des Geschosses in das Reservoir als zertrümmertes Granulat in Gestalt von gewünschtem Granulatmehl partiell vorliegt. Anschließend wird durch das schwerkraftgemäße Absinken des Granulatmehls in tieferliegende Zwischenräume des Granulats der Eindringbereich des Geschosses erneut durch aus oberen Schichten absinkendes Granulat selbsttätig verschlossen.
-
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist jeder der beiden Panzerplatten jeweils eine Gummiplatte oder -matte mit selbstverschließbaren Poren als Splitterschutz zugeordnet, die in Richtung des Beschusses unter Ausbildung eines Zwischenraums vor der zugehörigen Panzerplatte platziert ist. Es hat sich in der Praxis als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Gummiplatte oder -matte in einem Abstand zwischen 5 und 20 mm vor der Panzerplatte angeordnet wird. In Abhängigkeit der Größe der verwendeten Geschosse würde der Fachmann innerhalb dieses Bereiches einen größeren oder einen kleineren Abstand wählen. Als Material für derartige Gummiplatten- oder -matten haben sich Platten oder Matten aus Regupol mit selbstverschließenden Poren bewährt. Bei einer zu wählenden Schichtdicke dieser Platten oder Matten in einem Bereich zwischen 20 mm und 40 mm ist ein ausreichender Schutz der Anwender vor Splittern oder Querschlägern sichergestellt.
-
Gegenüber dem Stand der Technik ist der modulare Aufbau der mobilen Schutzeinrichtung besonders hervorzuheben, wobei die gemeinsam das Reservoir mit dem darin enthaltenden Füllstoff ausbildenden Mantelflächen im Zusammenwirken mit den Panzerplatten sowie die von diesen jeweils beabstandeten Gummiplatten oder -matten unter Verwendung von Arretierungsmittel und eines Rahmens miteinander gefügt und bedarfsweise einzeln ersetzt werden können.
-
Naturgemäß unterliegen die Panzerplatten sowie zielgerichtet der Füllstoff in Gestalt des Granulats gewissen Verschleißerscheinungen. Bezüglich der Panzerplatten ist dabei die Vielzahl der Durchtrittsöffnungen der Geschosse zu nennen. Um eine ausreichende Funktionssicherheit zu erfüllen, müssen die Panzerplatten nach einer definierten Schusszahl entsprechend ausgewechselt werden.
-
Der zunächst als reines Granulat und später als Granulat-Granulatmehl-Gemisch vorliegende Füllstoff muss erfindungsgemäß periodisch ausgetauscht werden. Mit zunehmendem Beschuss verändert sich der Anteil des Granulats zum Anteil des Granulatmehls mit der Folge, dass nicht mehr ausreichend Granulat aus den oberen Schichten absinken bzw. nachrutschen kann, so dass der Eindringbereich des Geschosses in das Reservoir nicht mehr vollständig von Granulat ausgefüllt werden kann. Dieses erneute selbsttätige Auffüllen der durch das beim Beschuss verursachte Zertrümmern des Granulats ist jedoch unabdingbar für die Aufrechterhaltung der Funktionsweise sowie der vorgegebenen Sicherheitsanforderungen der ballistischen Schutzeinrichtung.
-
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die ballistische Schutzeinrichtung beidseitig beschossen werden kann. Diese Beschusstechnik wird vor allem bei realitätsnahen Ausbildungsprogrammen angewendet, bei denen die Anwender sich im Nahkampf unmittelbar gegenüberstehen und nur durch die erfindungsgemäße Schutzeinrichtung voneinander getrennt sind. Die beidseitige Beschussmöglichkeit der Schutzeinrichtung wird realisiert, in dem in üblicher Montageposition der Schutzeinrichtung deren vertikal verlaufenden Schichten, nämlich die Gummiplatten oder -matten und die Panzerplatten spiegelbildlich oder symmetrisch zueinander platziert sind, wobei sich die Spiegelachse innerhalb des von den Panzerplatten eingeschlossenen Reservoirs erstreckt. Die gedachte Spiegelachse ist hierbei zwar zentrisch innerhalb des Reservoirs ausgerichtet; die Geschosse können jedoch auch erst über die Spiegelachse hinaus innerhalb des Reservoirs mit Füllstoff zum Erliegen kommen.
-
Eine besonders attraktive Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass zum Zwecke der Separierung der Geschosse aus dem Granulat-Metall-Gemisch ein bestrombarer Elektromagnet vorgesehen ist. Dieser Elektromagnet kann dabei einerseits im Bereich der zumindest einen Befüll- und Entnahmeöffnung des Reservoirs permanent platziert sein. Vorzugsweise ist dieser Elektromagnet temporär nach der partiellen Demontage der Schutzeinrichtung über das Granulat-Metall-Gemisch lenkbar bzw. führbar ausgebildet.
-
Zur effizienten Nutzung der mobilen Schutzeinrichtung ist vorgesehen, dass das Reservoir zumindest einen Sensor aufweist, welcher in Verbindung mit einer Regel- oder Steuereinheit dem Nutzer den Füllstand und/oder die Umgebungsbedingungen im Reservoir, wie z. B. die Temperatur und die Feuchte, anzeigt. Dadurch können erforderliche Wartungen und Wartungsintervalle aufgezeichnet werden und das Wartungsunternehmen entsprechend rechtzeitig die erforderlichen Maßnahmen treffen.
-
Als erfindungsgemäßer Füllstoff ist ein Granulat aus einem trockenen, gewaschenen Basalt oder Schotter mit hohem Absorptionsvermögen mit einer Korngröße im Bereich zwischen 16 und 32 mm sowie einer definierten Kornform eingesetzt wird. Diese vorgenannten Eigenschaften werden benötigt, um den schütt- und rieselfähigen Charakter des Füllstoffs zu erzielen. Unerwünschte anhaftende Stoffe am Granulat, wie beispielsweise Lehm, führen dazu, dass das Granulat innerhalb des Reservoirs nicht ausreichend nachrutschen kann, so dass besonders nachteilig große Zwischenräume entstehen. Mit weitergehenden Versuchen konnte nachgewiesen werden, dass ein Granulat auf Basis eines hydraulischen Bindemittels ebenso eine hohe Widerstandsfähigkeit aufweist und deshalb als geeignet erscheint.
-
Als homogene Bereiche sollen im Sinne der Erfindungen diejenigen Bereiche verstanden werden, die ausschließlich aus Granulat bestehen und sich im oberen und mittleren Bereich des Reservoirs befinden; inhomogene Bereiche – gebildet durch Granulat und Granulatmehl – befinden sich hingegen auf Grund der Schwerkraftwirkung im unteren Bereich des Reservoirs.
-
Als hat sich als besonders wirksam herausgestellt, wenn als Panzerplatten Stahlplatten großer Härte, Kunststoffplatten oder Platten aus einem Verbundwerkstoff eingesetzt werden. Die Dicke der Stahlplatten ist dabei variabel; in der Praxis würde der Fachmann Platten aus hochlegiertem Sonderstahl mit jeweils einer Dicke in einem Bereich zwischen 3 und 6 mm wählen.
-
Zur Gewährleistung der Verfahrbarkeit umfasst die ballistische Schutzeinrichtung eine Aufhängung und/oder mehrere Räder, die in Verbindung mit einem Antrieb eine operative Verfahrbarkeit gewährleistet. Die Aufhängung ist vorzugsweise im Kopfbereich der Schutzeinrichtung angeordnet. Im Zusammenwirken mit einem, beispielsweise an einer Decke platzierten Schienensystem kann die Schutzeinrichtung schnell in oder aus dem Beschussfeld bewegt werden.
-
Die signifikanten Vorteile und Merkmale der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik sind im Wesentlichen:
- – die Schutzeinrichtung weist ein Reservoir mit einem gezielt auf Verschleiß ausgelegten schütt- und rieselfähige Füllstoff auf, welcher periodisch bzw. bedarfsweise aufgefüllt, ausgetauscht oder hinsichtlich der eingelagerten Geschosse und das entstehenden Granulatmehls separiert werden kann,
- – der Füllstoff weist ein dynamisches Verhalten auf, wobei vor dem Erstbeschuss bzw. im Füllzustand des Reservoirs liegt der Füllstoff vollständig als Granulat vor; unmittelbar nach dem Beschuss liegt der Füllstoff partiell als Granulat und zunächst nur im Eindringbereich des Geschosses in das Reservoirs als zertrümmertes Granulat in Gestalt von gewünschtem Granulatmehl partiell vor und anschließend wird durch das schwerkraftgemäße Absinken des Granulatmehls in tieferliegende Zwischenräume des Granulats der Eindringbereich des Geschosses erneut durch aus oberen Schichten absinkendes Granulat selbsttätig verschlossen,
- – ein mehrfacher Beschuss auf ein- und dieselbe Stelle kann damit problemlos erfolgen, da durch das dynamische Verhalten des Füllstoffs nahezu identische Bedingungen an der Einschussstelle bzw. im Eindringbereich des Geschosses unmittelbar vor jedem erneuten Beschuss vorliegen,
- – durch den modularen Aufbau der Schutzeinrichtung wird deren Herstellung signifikant vereinfacht und der kostenmäßige Fertigungsaufwand reduziert,
- – die operative Verfahrbarkeit der Schutzeinrichtung wird durch eine Aufhängung und/oder mehrere Räder in Verbindung mit einem Antrieb gewährleistet,
- – durch den symmetrischen Aufbau der Schutzeinrichtung kann ein beidseitiger Beschuss realisiert werden,
- – die unter Ausbildung eines (Luft)-Zwischenraums zu den Panzerplatten platzierten Gummiplatten oder -matten werden als effektive Mittel zum Schutz der Nutzer vor Splittern oder Querschlägern eingesetzt und
- – die ballistische Schutzeinrichtung kann sowohl einen planparallelen Schichtaufbau als auch einen gekrümmten Schichtaufbau aufweisen.
-
Die Ziele und Vorteile dieser Erfindung sind nach sorgfältigem Studium der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der hier bevorzugten, nicht einschränkenden Beispielausgestaltung der Erfindung mit den zugehörigen Zeichnung besser zu verstehen und zu bewerten, von denen zeigen:
-
1: eine schematische Darstellung einer ballistischen Schutzeinrichtung im Querschnitt,
-
2: eine Detaildarstellung des durch die Mantelflächen und der Panzerplatten gebildeten Reservoirs vor dem Erstbeschuss bzw. im Füllzustand des Reservoirs,
-
3: eine Detaildarstellung des durch die Mantelflächen und der Panzerplatten gebildeten Reservoirs unmittelbar nach dem Beschuss und
-
4: eine Detaildarstellung des durch die Mantelflächen und der Panzerplatten gebildeten Reservoirs nach dem dynamischen Verhalten des Füllstoffs.
-
Die 1 illustriert eine schematische Darstellung einer ballistischen Schutzeinrichtung im Querschnitt. Die erfindungsgemäße ballistische Schutzeinrichtung für kurzzeitdynamische Anwendungen, insbesondere gezielten Beschuss, weist im dargestellten Beispiel zwei voneinander beabstandete und im Wesentlichen orthogonal zur Richtung des Beschusses ausgerichtete Panzerplatten 3 auf. Die aus Sonderstahl gefertigten Panzerplatten 3 ergänzen sich gemeinsam mit jeweils zwischen den Panzerplatten 3 sich erstreckenden Mantelflächen 8 zu einem als Geschossfang dienenden Reservoirs mit Füllstoff 4 zur Aufnahme von abgefeuerten Geschossen 5. Im Bereich der vom Betrachter aus oberen Mantelfläche 8 ist eine Entnahme- und Befüllöffnung 6 angedeutet, über die der Füllstoff 4 periodisch entnommen, separiert und nachgefüllt werden kann. Für den gezielt auf Verschleiß ausgelegten Füllstoff 4 ist ein schütt- und rieselfähiges Granulat 4.1 vorgesehen, welches aus einem trockenem, gewaschenem Basalt oder Schotter mit hohem Absorptionsvermögen mit einer Korngröße im Bereich zwischen 16 und 32 mm sowie einer definierten Kornform in Gestalt eines Vielecks besteht. Die Breite des Reservoirs beträgt exemplarisch 80 mm und die Dicke jeder Panzerplatte 3 bemisst sich auf 3 mm. Links bzw. rechts von den beiden Panzerplatten 3 sind Gummiplatten bzw. -matten 1 als Splitterschutz vorgesehen, die unter Ausbildung eines Zwischenraums 2 von etwa 10 mm von der entsprechenden Panzerplatte 3 entfernt ist. In diesem (Luft)-Zwischenraum 2 können abgefeuerte Geschosse 5 „gefangen” werden, welche aus nicht näher zu erörternden Gründen die Panzerplatte 3 eben nicht durchdringen. Als Gummiplatte bzw. -matten 1 werden vorzugsweise Regupolplatten verwendet, die mit einer Dicke von 30 mm ausreichend bemessen sind. Das mit dem Bezugszeichen 5 gekennzeichnete Geschoss zeigt in etwa die Beschussrichtung, welche sich orthogonal zur Ausrichtung der Schutzeinrichtung erstreckt. Dem Fachmann ist beim Studium der 1 einleuchtend, dass die erfindungsgemäße Schutzeinrichtung auf Grund ihres symmetrischen Aufbaus auch beidseitig beschossen werden kann. Die gemeinsam das Reservoir mit dem darin enthaltenden Füllstoff 4 ausbildenden Mantelflächen 8 im Zusammenwirken mit den Panzerplatten 3 sowie die von diesen jeweils beabstandeten Gummiplatten oder -matten 1 sind modular unter Verwendung von Arretierungsmittel und eines Rahmens 7 miteinander gefügt und bedarfsweise einzeln ersetzt werden können. Ferner umfasst die erfindungsgemäße Schutzeinrichtung eine Aufhängung, mit der im Zusammenwirken mit einem Antrieb eine operative Verfahrbarkeit realisiert werden kann.
-
Der Weg des Erfindungsgedankens wird auch nicht verlassen, wenn die ballistische Schutzeinrichtung durch ein Reservoir mit einer Breite von 100 mm, Panzerplatten 3 mit einer Dicke von jeweils 3 mm, Gummiplatten bzw. -matten 1 mit einer Dicke von 43 mm sowie einem (Luft)-Zwischenraum 2 zwischen Gummiplatte(n) 1 und Panzerplatte 3 von 10 mm ausgebildet wird.
-
Die 2 bis 4 zeigen jeweils unter Bezugnahme auf die in der Beschreibung zur 1 verwendeten Bezugszeichen jeweils eine Detaildarstellung des durch die Mantelflächen 8 und der Panzerplatten 3 gebildeten Reservoirs. Die 2 bis 4 zeigen schematisch die unterschiedlichen Zustände des Füllstoffs 4 während des Beschusses.
-
Die 2 zeigt ein Reservoir mit einem homogenen Füllstoff 4 in Form einer Vielzahl von Granulatkörner mit Korngröße 16/32 mm. Wie ersichtlich, sind die Granulatkörner entsprechend bis zur Oberkante des Reservoirs dicht geschüttet. Das Geschoss 5 befindet sich in diesem Zustand im (Luft)-Zwischenraum 2 zwischen der in der 1 gezeigten Gummiplatte bzw. -matte 1 und der aus Stahl bestehenden Panzerplatte 3.
-
Die 3 zeigt einen Querschnitt des Reservoirs mit Füllstoff 4 unmittelbar nach dem Beschuss. Nachdem das Geschoss 5 die Panzerplatte 3 in etwa halber Höhe des Reservoirs durchdrungen hat, erreicht das Geschoss 5 die unmittelbar im Geschosseindringbereich platzierten Granulat 4.1 in Gestalt von Granulatkörnern und zertrümmert diese. Durch die dichte Schüttung und durch das hohe Absorptionsvermögen des aus Basalt bestehenden Granulats 4.1 hat das Geschoss 5 nur eine geringe Eindringtiefe in das Reservoir. Das Geschoss 5 hat dabei seine kinetische Energie vollständig abgebaut. Mit der besagten Zertrümmerung einzelner Granulatkörner 4.1 geht einher, dass diese nunmehr als Granulatmehl 4.2 vorliegen. Das Geschoss 5 ist, wie angedeutet, im Granulatmehl 4.2 zumindest teilweise eingebettet. Die Panzerplatte 3 weist im Einschussbereich eine permanente Öffnung auf. Die zunehmende Anzahl von abgefeuerten Geschossen 5 auf eine und dieselbe Stelle der Panzerplatte 3 führt zu erhöhtem Materialabtrag; bei einem Grenzmaß muss die Panzerplatte 3 entsprechend ausgetauscht werden.
-
Die 4 zeigt eine Detaildarstellung des durch die Mantelflächen 8 und der Panzerplatten 3 gebildeten Reservoirs nach dem dynamischen Verhalten des Füllstoffs. Wie erkennbar, rieselt das partiell als Granulatmehl 4.2 vorliegende Granulat 4.1 durch die Schwerkraft in tieferliegende Zwischenräume des Granulats 4.1 und verdichtet dieses dort. Da als Granulat 4.1 vorzugsweise trockener und gewaschener Basalt verwendet wird, so ist das Sinken des Granulatsmehls 4.2 zwangsläufig mit dem Absinken von Granulat 4.1 aus höheren Schichten verbunden. Einige der ursprünglich höher liegenden Granulatkörner 4.1 nehmen treten nun an die Stelle der zertrümmerten Granulatkörner 4.1 und verschließen selbsttätig das Reservoir im Eindringbereich des Geschosses 5 wieder nahezu vollständig. Somit wird erzielt, dass bei einem Mehrfachbeschuss auf ein und dieselbe Stelle stets eine homogene Granulatschüttung vorliegt, so dass unmittelbar vor jedem Beschuss exakt dieselben Bedingungen innerhalb des als Geschossfangs fungierenden Reservoirs vorliegen. Im Gegensatz zum Stand der Technik ermüdet der Füllstoff 5 nicht, weil er sich bezogen auf den Eindringbereich des Geschosses stets erneuert. Mit dem Erreichen eines kritischen Füllstands wird unter Verwendung der Befüll- und Entnahmeöffnung periodisch oder bedarfsgerecht der Füllstoff entnommen, separiert und durch neues, trockenes und gewaschenes Granulat ergänzt.
-
Mit zunehmendem Beschuss der mobilen Schutzeinrichtung nimmt zwangsläufig der Anteil des Granulatmehls 4.2 an der Granulat-Granulatmehl-Mischung zu. Deshalb muss beim Erreichen eines kritischen Wertes, der proportional zur Schussanzahl und zum Volumen des Reservoirs ist, die Granulat-Granulatmehl-Mischung aus dem Reservoir entnommen und anschließend separiert werden. Die ebenso in der Mischung enthaltenen metallischen Geschosse 5 werden hierbei unter Verwendung eines nicht dargestellten Elektromagneten entfernt. Die Granulat-Granulatmehl-Mischung hingegen wird gesiebt, wobei das aussortierte Granulatmehl einem erneutem Aufbereitungsprozess zugeführt wird. Das verwendungsfähige Granulat 4.1 wird durch neues Granulat 4.1 ergänzt, so dass nach dieser Wartung wieder Granulat 4.1 gleicher Korngröße zur Erzielung eines homogenen Füllstoffs 4 in das Reservoir gefüllt werden kann.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Gummiplatte oder -matte
- 2
- (Luft)-Zwischenraum
- 3
- Panzerplatte
- 4
- Füllstoff
- 4.1
- Granulat
- 4.2
- Granulatmehl
- 5
- Geschoss
- 6
- Entnahme- und Befüllöffnung
- 7
- Rahmen
- 8
- Mantelflächen
-
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
-
- DE 3612173 A1 [0004]
- EP 02870918 A [0005]
