DE1428744A1 - Geschossfestes Plattenmaterial - Google Patents

Description

DR. ING. H. NEGENDANK 1 4 2 8 7 A 4

PATBNTAN WAtT BAKBUBG Ββ · NEUBR WALL 41 · FBRNRTJF 3Θ 71 28 UND 38 41 15 Tuieumi-inoHun ι iisiupinn

Bristol Aeroplane Plastics Limited Stonebridge House Colston Avenue Bristol 1 (England)

GeBohoßfestes Plattenmaterial

Sa besteht ein Bedürfnis nach, einem leichten, kugel- und gesohoßfesten Material für die Verwendung als Panzerung militärischer luft-, Land- und Wasserfahrzeuge.

Nach der vorliegenden Erfindung besteht eine geschoßfeete Schutzplatte aus einer Unterlage und einer Deckplatte; die Unterlage enthält Jasermaterial in Form einer dicht gefügten Schicht, und die Deckplatte enthält Stücke starrer Materialien, deren Härte über der Diamanthart e-Nuamer 7oo liegt. Diese Stücke sind dicht nebeneinander angeordnet, ua wenigsten· eine im wesentlichen durchgehende Abeohiraiohioht iu bilden» und sind in der Unterlagt mittels eines faserverstärkten Kunstharze· verankert.

In den Zeichnungen, die die Erfindung veranaohauliohen, aeigen flg. 1-6 verschiedene Aufbauten der erfindung·- geaäfien Panzerung, und

flg. 7 und 8 verschiedene formen der Plattenkanten.

Wie eioh aus den Zeichnungen ergibt, kann «int grofle Zahl

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verschiedenartiger Formen der starren Stücke verwendet werden, beispielsweise

a) die flachem Platten 2 die dicht nebeneinander unter gegenseitiger Kantenberührung angeordnet sind, wie die Fig. 1 zeigt;

b) zylindrische Stäbe oder Rohre 4 oder solche mit ovalem Querschnitt, die dicht nebeneinander angeordnet sind (siehe Fig. 2);

c) Stäbe 6 mit gewölbtem konkav-konvexem Querschnitt, bei welchem die konvexe Seite einer Slange in die konkave Seite der jeweils nächstliegenden Stange hineinpasst, wie aus Fig. 3 ersichtlich;

d) halbzylindrische Stäbe oder Halbrohre 3, die mit den ebenen Flächen in einer gemeinsamen' Ebene derart nebeneinander angeordnet sind, daß diese gemeinsame Ebene von der nach außen gerichteten Oberfläche der Panzerung abgewandt ist (siehe Fig. 4);

e) dicht gepackte Kugeln,

f) natürliche Kieselsteine 1o, die ebenso dicht gepackt angeordnet sind (siehe Flg. 5).

Sie Wirkung der starren Stücke besteht nicht allein in dem Widerstand gegenüber einem aufprallenden Geschoß, sondern auch darin, dieses abzulenken und in Splitter zu brechen. Diejenigen Stück·, dl· unmittelbar von dem Geschoß getroffen werden, können ihrerseits selbst in Splitter zerbrochen werden. Der Widerstand gegenüber einer weiteren. Durchdringung durch di· Geschoßbruchetück· und der Stüekaplitter wird durch dl· Unterlag· bewirkt· Die Art und Dick· der Unterlag· wisd derart gewählt, daß sichergestellt 1st, daß sie die Bruchstücke aufnimmt lind daran hindert, an der Rückseite des Schutzmaterial» auszutreten. Es ist vorteilhaft, dme Taeeraaterial der Unterlag®

*° in Kunstharz einzubetten. Befindet sich die Schutzplatte an ο

^ einer Stelle, an der sie nicht allein als Bewehrung dienst, ω. sondern auch einen Teil der laettragenden Struktur ausmacht,

ο dann ist es zweckmäßig, das fasematerial der Unterlage alt οίο

nem ersten Harz zu imprägnieren und die starren Stücke miteinander und mit der Unterlage durch einzweite· Bars zu rerbin-

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den, wobei das erste Harz zwar eine größere festigkeit Jedoch eine geringere Biegsamkeit als das zweite Harz aufweist. Die Dicke der Unterlage kann zwischen 1/1 ο und 9/1 ο der Gesamtdicke der Schutzplatte ausmachen.

Einige der Brückst iicke des Geschosses oder der getroffenen starren Stücke können in der Form kleiner Splitter torliegen. Ferner ist zu beachten, daß, wenn das Geschoß aus nickelummantelten Blei besteht, das Blei durch die beim Auf- und Einschlag entstehende Hitze geschmolzen wird. Damit daher eine Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Eindringen solcher Splitter oder auch geschmolzenem Blei erzielt wird, muß das Harz der Unterlage einen hohen Zerreisswiderstand aufweisen.

Der Widerstand gegenüber dem Eindringen und weiteren Vordingen von Bruchstücken kann verstärkt werden durch die Verwendung einer zweiten Schicht starrer Stücke, die im Abstand zur ersten Schicht mittjels einer weiteren faserverstärkten Harzschicht angeordnet sind. Die S ücke können in zwei übereinanderliegenden Schichten in der Welse angeordnet werden, daß die Stücke in einer der Schichten die Fugen zwischen einzelnen Stücken der anderen Schicht überbrücken (siehe Fig. 2), Diese Schichten können aus verschiedenen Arten von Stücken bestehen. Ss können praktisch auch mehrere Schichten verwendet werden, beispielsweise können, wie in Fig. 6 gezeigt ist, fünf aufeinanderfolgenk> de Schichten starrer Stücke vorhanden sein, wobei die äußerste

*° Schicht aus den Rohren 12, die zweite aus den Flatten 14» und

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_ω § die dritte und vierte aus den zylindrischen Stäben 16, die ei-

ο S nen kleineren Durchmesser haben als die Rohre 12, bestehen kön-

⁰S nen, während die innerste Schicht aus den Platten 18 besteht, die wiederum eine geringere Dicke als die Platten 14 der zwei-

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— 4 —

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ten Schicht aufweisen»

Bei irgendwelchem Beschädigungen des Plattenmaterials kann eine Reparatur leicht dadurch vorgenommen werden, daß ein Loch oder eine Einbuchtung mit Kugeln aus keramischem Material in einer Masse aus Glasfaser und Harz ausgefüllt und anschließend mit einer keramischen Platte wie durch die Bezugziffer 3o in Fig. 2 angedeutet, überdeckt wird.

Das beste bisher für die Unterlage verwendete Material ist eine durch über einen Rahmen gewickelte Glasfaserstränge geformte Matte, die in folgender Welse gebildet wird. Vorher imprägnierte Glasfaserstränge werden parallel zueinander über einen aus Metallblech bestehenden "Rahmen" gewickelt, und zwar in mehreren aufeinanderfolgenden Schichten, die so angeordnet sind, daß die einzelnen Stränge jeweils benachbarter Schichten einander mit kleinem Winkel überschneiden und innerhalb des fertiggestellten Materials untereinander verbunden werden. Nach Verfestigung durch Partialaushärtung werden die einzelnen Glasfaseretränge an den sich jeweils gegenüberliegen den Kanten des Rahmens auseinander geschnitten, sodaß Material in Form von Matten für die Unterlage erhalten werden« Dieses Material ist in hohem Grade widerständig gegenüber einer Schicht spaltung, wenn ein Geschoß die Schutzbewehrung treffen sollte. Daher widersteht die Schutzbewehrung auch dann einen zweiten Geschofitreffer, wenn dieses an oder nahe der gleichen Stelle auftreffen sollte wie ein zuvor aufgetroffenes Gesöhofi.

Ss ist ferner wesentlich, dai das als Bindemittel swisoaen dei

starren Stüoktn und der Unterlage dienende Bars eine hohe

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Soher- und Schälfestigkeit aund auch einen gewissen Grad von Biegefestigkeit aufweist. Das beste zur Zeit für diesen Zweck verwendete Material ist eine Kombination, beispielsweise im Verhältnis von 7o/3o Gewicht et eil en, von Epoxyharz und Versami tharzen (zu einer Gruppe der Polyamidharze gehörende thermoplastische Polymere, die durch Kondensation von di- und trlmerlsierten, ungesättigten fettsäuren mit Polyaminen dargestellt werden)· Dieses Harz ist ein wenig flexibel und verhindert Rißbildung bei Stoß- und Pralleinwirkung und gewährleistet somit eine befriedigende Yerklbebung, die durch Aufprall und Stoß bewirkten Beanspruchungen widersteht·

Die faserverstärkung der HarzaoMoht verstärkt die Beständigkeit des Harze» gegenüber laminarer Scherspannung und auch gegenüber der Ausbreitung örtlich aufgetretener Risse.

Sine Vielzahl von Haterlallen kann für die starren Stücke verwendet werden, woraus keramische Hassen, Glas, flint. Metall oder Metallegierungen genannt selen· Keramische Massen werden bevorzugt·

Ganz grob gerechmet soll die Dicke einer Schicht aus SIben, Rohren oder Kugeln dem Querschnitt der Geschosse oder ihrer Bruchstücke entsprechen, denen die fanzerung widerstehen ■oll, während Ale Dicke der als starre Stüoke verwendeten Platten eher geringer seien kann. Jedoch sollte der Gesaatbereieh einer jeden Platte grosser sein ale der Geschoödurchmesser oder der Durohmesser von Geaohoßbruchstttoken. Auf jeden fall besitzen die Stücke in der Ebene der Schutzplatte vorzugsweise fiberall eine Mindestabmeesudng von 2,54 ■»·

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Beispielsweise kann eine 3ehr leichte, für Luftfahrzeuge zum Schutz gegenüber 7,62 am Kugeln bestimmte Panzerung, wie in ffig· 1 gezeigt, aus einer dünnen Deckschicht 2o aus faserver* stärktem Harz in einer Dicke von o,762 mn, einer Hauptdeckschicht in Form einer Abs chirms chi eht aus keramischen Platten 2, die jweils 6,35 mm dick sind und aus einer Unterlagsschicht aus faserverstärktem Harz von 12,7 mm Dicke bestehen, was eine Gesamtdicke von etwa 2o, 3o mm ergibt. Das Gewicht betrl§t o,665 kg/cm was einer mittleren Dichte von 2,4 entspricht.

Die Platten 2 haben eine Grosse von 6,45cm .

Die dünne Deckschicht dient dazu, die Platten gegen das aus Schlag«· und Sfoßwirkung in Verfolg normalen Gebrauchs mögliche Auftreten von Bissen zu schützen. Wenn solche Schlag» und Stoß· einwirkungen mit Wahrscheinlichkeit nicht zu erwarten sind, 1st keine schützende Deckschicht erforderlich, und die harten Stücke können nach außen treten. Die Platten werden dicht nebeneinander in Reihen angeordnet, wobei die Togen 24 einer jeden Reihe mit Bezug auf die der jeweils benachbarten Reihe gestaffelt angebracht sind. Sine nur geringe Menge τοη Hare dringt durch die Fugen 24 und 26 hindurch·

Sie bevorzugten keramischen Kassen enthalten mindestens 95 £ Tonerde und haben eine Druckfestigkeit von über H.ooo kg/om und eine Biegefestigkeit von über 14oo kg/cm ·

j£ üa panzerbrechenden Geschossen vom Kaliber 7,62 m Widerstand ω su leisten» wird,wie in Pig. 2 gezeigt, die Plattenechioht

ο duroh swei Schichten von Stäben 4 aus keramischer Mass« ex—

° set st, die einen Durchmesser von etwa 1o,66 η haben, wobei die Stäbe einer Schicht alt den fugsn 26 der anderen Schicht

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übereinstimmen und die Dicke der Paserechicht die gleiche bleibt, so daß eich eine Gesamtdicke toh 27»9 mm und ein Gewicht von o,98 kg/cm ergibt.

Eine Panzerung, die gegenüber einem Kaliber von 4o ma panzerbrechender Granaten widerstandsfähig ist, kann eine vergrößerte Abwandlung des vorhergehenden Beispiels darstellen und eine Gesamtdicke von 139,7 mm aufweisen. Sie umfasst zwei Schichten keramischer Stäbe von jeweils 63 _f5 mm Durchmesser mit einer Schicht aus einem harzgetränkten Glasfasergewebe 28 (Fig· 2) ' \ zwischen den beiden aus stäben bestehenden Schichten und eine swoßdämpfende Wirkung zu erzeugen. Das Gewicht beträgt 5,o4 kg/. cm , was etwa 6o i> des Gewichts einer Stahlpanzerung von vergleichbarer Widerstandkraft ausmacht. Die mittlere Dichte beträgt 2,5.

Vorzugsweise ist die unterlage aus sich kreuzenden Glasfasersträngen gebildet und mit einem Polyester oder Epoxyharz der Sorte imprägniert, die man "Schürtetoffharz" nennt, während die starren Stücke mit der Unterlage durch ein Epoxyhars τοη der Sorte verbunden sind, die man als "HarzkÄer" bezeichnet, wobei dieser Harzbkleber durch zerkleinerte Glasfaeern verstärkt ist.

Wenn jedoch für die innere Struktur der Unterlag« ein· besondere festigkeit nicht erforderlich ist, kann «ie «tu «wei übereinander liegenden Matten eines Glasfasergewebe* beetehen, die miteinander verbunden sind durch in Abstand voneinander angebrachte Harxklebesteilen* während die Deckplatte oder der Beckbogen In der gleichen Veiee aufgebaut 1st wie vorb#eoh^rie""

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Ein zweckmäßiges Heratellungaverfahren für beide Formen des Aufbaues besteht darin, daß zunächst die Unterlage angefertigt wird, anschließend der "Harzkleber" auf die Unterlage aufgebracht und daran wMerum anschließend die starren Stücke eingepresst werden«

Falls Metall für die starren Stücke verwendet wird, sollte sowohl die Durch- als auch die Biegefestigkeit vorzugsweise über I0.500 kg/cm liegen.

Anstelle des g]as#H#fas er? erstarkt en Raises kann ein durch Asbestfasern verstärktes Phenolharz verwendet werden.

Es, ist möglich, das Plattenmaterial in leicht gebogenen Formen herzustellen. Falls die starren Stücke aus Platten bestehen, ist es zweckmäßig, ihre Kanten so zu gestalten, . dafi sie über die (Jesamtdicke untereinander in Berührung stehen· Saher können mehrere Kanten, wie In Figur 7 gezeigt, abgeschrägt sein, oder einander gegenüber liegende Kanten können jeweils in entsprechender Weise im Schnitt konvex und konkav sein, wie aus Fig. 8 ersichtlich.

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Claims (9)

DR. ING. H. MEGENDANK HAMBUHG 8β · NXTTSH WALI. 41 · FBRNBUF 8β 74 88 UND 3β 41 15 Ι«ΙΚΘί1ΜΜ·1ϊβΟΗΒΙΓΤ ι Bristol Aeroplane Pieties Limited Stonebridge House Colston Aveneue Bristol 1 (England) Patentansprüche

1. Geechoßfesteö Plattenmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer Unterlage und einer Deckplatte besteht, wobei die Unterlage ein ]?asermaterial in Form einer dicht gefügten Schicht enthält und die Deckplatte Stücke aus starrem Material enthalt, die eine Härte aufweisen, die über der Diamantharte-lTr. 7oo liegt, wobei diese Stücke dicht nebeneinander angeordnet sind, um wenigstens eine im wesentlichen durchgehende Absohr^mschioht zu bilden, und in der Unterlage mittels eines faserverstärkten Kunstsharzes verankert sind.

2· Plattenmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet _t daß das Fasermaterial der Unterlage in ein Kunstharz eingebettet ist·

3. Plattenmaterial nach Anspruch 2, daduroh fffiHfi^itfifi fltfffr ι daß das Taeermaterial der Unterlagt mit einem ersten Hare imprägniert ist und die Stücke untereinander und mit der Unterlag· mittels «ines zweiten Hara·· verbunden find» wobei das erste Harz eine größere festigkeit, jtdooh tine geringer· Biegsamkeit ale das #nte Hare avf weist«

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4. Plattenmaterial nach, einem der vorhergehenden Ansprache, dadurch gekennzeichnet. dafl die starren Stücke aus keramischer Masse bestehen.

5. Plattenmaterial nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet. daß die Stücke aus einer keramischen Masse bestehen, die mindestens 96 fo !Eonerde enthält.

6. Plattenmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stücke in der Ebene der Schutzplatte überall dine Mindestgrößenahmeeeung von 2,54 mm aufweisen.

7* Plattenmaterial nach einem der Anspräche 1 - 6 , dadurch GEKENHzelohnet. daß die Stücke flache Platten darstellen, die dicht, Kante an Kante, nebeneinander angeordnet sind.

8. Platt enmat er ial, nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet« daß DAS Material eine gekrümmte Gestalt aufweist, in welchem die Plattenkannten derart gestaltet sind, daß sie übea die gesamte Plattendicke einander berühren.

9. Plattenmaterial nach einem der Ansprüche 1 - 6.dadurch gekennzeichnet, dafl die Stücke die Form von Stäben haben, die dicht nebeneinander angeordnet sind.

1o. Plattenaaterial nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet. daß die Stücke in zwei Schichten angeordnet sind, wobei die Stücke innerhalb einer Sihioht die Fugen zwischen den Stücken der anderen Schicht überbrücken

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11· Platteneaterlal nach einem der Ansprüche 1 -1ο, dadurch geicenngeichnet. dafl die mittlere Dichte etwa 2,5 beträgt.

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