DE1578334C3

DE1578334C3 - Protective body for protection against parts hitting with high energy

Info

Publication number: DE1578334C3
Application number: DE19671578334
Authority: DE
Inventors: Emil A. Dr. 7310 Plochingen Klingler
Original assignee: Feldmühle Anlagen- und Produktionsgesellschaft mbH, 4000 Düsseldorf
Priority date: 1967-03-01
Filing date: 1967-03-01
Publication date: 1976-10-14

Description

Die Erfindung betrifft einen Schutzkörper zum Schutz gegen mit hoher Energie auftreffende Teile wie Splitter und Geschosse, bestehend aus mindestens einer Platte hochschmelzenden, gesinterten Aluminiumoxids und mindestens einer weiteren Schicht aus einem Metall. The invention relates to a protective body for protection against high-energy impacting parts such as Splinters and projectiles, consisting of at least one plate of high-melting, sintered aluminum oxide and at least one further layer made of a metal.

Es ist bereits bekannt, bei den für die Panzerung von Fahrzeugen, Geschützen und militärischen Anlagen bisher üblichen Stahlplatten den Stahl ganz oder teilweise durch nicht-duktile, harte Werkstoffe zu ersetzen, unter denen sich insbesondere bei hohen Temperaturen gesintertes Aluminiumoxid bewährt hat. Dabei ist man, wie im DT-PS 12 13 305 näher ausgeführt, beim Aufbau solcher Panzerungen im Prinzip so vorgegangen, daß das Geschoß möglichst viele Übergänge zwischen Hartstoff und weniger harten Stoffen, vorzugsweise Kunstharz, zu überwinden hat. Durch die Verwendung dieses Prinzips ist es möglich gewesen, bei gleicher oder besserer Schutzwirkung das Gewicht damit gepanzerter Fahrzeuge wesentlich niedriger zu halten oder bei gleichem Gewicht die Panzerung stärker zu gestalten.It is already known for the armoring of vehicles, guns and military installations to replace the steel in whole or in part with non-ductile, hard materials, among which aluminum oxide sintered especially at high temperatures has proven itself. It is As explained in more detail in DT-PS 12 13 305, when building such armor, in principle, the procedure is as follows: that the projectile as many transitions as possible between hard material and less hard materials, preferably Synthetic resin, has to overcome. By using this principle it has been possible at equivalent or better protection to keep the weight of armored vehicles significantly lower or to make the armor stronger with the same weight.

Nach einem eigenen, älteren Vorschlag der Anmelderin (vgl. die DT-OS 15 78 333) wird die Schutzwirkung des gesinterten Aluminiumoxids weiter erhöht, indem Schichten aus Metall und aus gesintertem Aluminiumoxid bei Temperaturen oberhalb 500⁰C fest miteinander verbunden, beispielsweise miteinander verschweißt werden. Durch den größeren Ausdehnungskoeffizienten der Metalle werden in den Schichten aus gesintertem Aluminiumoxid Druckspannungen erzeugt, die bei Einwirkung eines energiereichen Projektils zusätzlich überwunden werden müssen.According to the applicant's own, older proposal (cf. DT-OS 15 78 333), the protective effect of the sintered aluminum oxide is further increased by ^{firmly connecting layers of metal and sintered aluminum oxide to one another at temperatures above 500 °} C., for example by welding them together . Due to the higher coefficient of expansion of the metals, compressive stresses are generated in the layers of sintered aluminum oxide, which must also be overcome when exposed to a high-energy projectile.

Die hier vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Schutzwirkung von Schutzkörpern der eingangs genannten Art weiter zu erhöhen und ein Ausweichen der gesinterten Hartstoffe beim Auftreffen von Teilen hoher Energie unmöglich zu machen oderThe present invention has set itself the task of improving the protective effect of protective bodies of the initially to further increase mentioned type and an evasion of the sintered hard materials upon impact of parts of high energy to make impossible or

zumindest erheblich zu erschweren.at least to make it much more difficult.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Platte aus Aluminiumoxid so in dem Metall eingebettet ist, daß ein seitliches und/oder rückwärtiges Ausweichen des Aluminiumoxids beim Auftreffen der Teile erschwert ist. Bevorzugt ist die Platte aus gesintertem Aluminiumoxid allseitig in Metall eingebettet.This object is achieved according to the invention in that the plate made of aluminum oxide is so in the metal is embedded that a lateral and / or rearward deflection of the aluminum oxide when it hits the Parts is difficult. The plate made of sintered aluminum oxide is preferably embedded in metal on all sides.

Die Platten bestehen zweckmäßig aus bei hohen Temperaturen gesinterten aluminiumoxidhaltigen Massen mit einem AhCh-Gehalt von mehr als 90%. Dabei ist die Wirksamkeit solcher AhCb-Sinterformteile um so größer, je reiner sie sind, d. h. je höher der Gehalt an AhCb ist.The plates expediently consist of masses containing aluminum oxide which are sintered at high temperatures with an AhCh content of more than 90%. Included the effectiveness of such AhCb sintered molded parts, the greater the purer they are, d. H. the higher the content of AhCb is.

Die überraschende Steigerung der Schutzwirkung der Schutzkörper nach der Erfindung gegenüber den vorbeschriebenen Panzerplatten aus harten, nicht-duktilen und aus weniger harten Stoffen ist in ihren Zusammenhängen noch nicht restlos abgeklärt. Sie beruht aber wahrscheinlich darauf, daß beim vorbekannten Prinzip das Geschoß zum weicheren Stoff hin ausweicht und dort mit seiner Zerstörungsarbeit ansetzt und das harte Material nach Möglichkeit umgeht.The surprising increase in the protective effect of the protective body according to the invention compared to the The previously described armor plates made of hard, non-ductile and less hard materials are related to each other not yet fully clarified. But it is probably based on the fact that the previously known Principle, the bullet evades towards the softer material and starts there with its destructive work and bypasses the hard material whenever possible.

In den erfindungsgemäßen Schutzkörpern besteht diese Möglichkeit nicht, da das die Platten aus gesintertem Aluminiumoxid umgebende Metall ein Ausweichen und Beiseiteschieben der harten Formteile nach der Seite oder nach hinten unmöglich macht und die gesamte Energie des auftreffenden Geschosses in Zerstörungsarbeit umgesetzt werden muß. Dabei beruht die j hohe Schutzwirkung wahrscheinlich darin, daß die gro- ! ßen Energiemengen, die bei der Herstellung der Plat- ■ ten aus gesintertem Aluminiumoxid erforderlich waren, zur Zerstörung des Kristallgefüges wieder aufgewendet werden müssen. Bekanntlich besteht die Herstellung solcher Sinterkörper zunächst in einer Verdichtung des Volumens durch Verpressen auf etwa 1/3 des Schüttvolumens des Ausgangspulvers und anschließend in der Bildung eines äußerst festen und mikrokristallinen Kristallgefüges durch Erhitzen auf Temperaturen von 1500 bis 2000⁰C, wobei das Volumen nochmals auf ungefähr die Hälfte zurückgeht.This possibility does not exist in the protective bodies according to the invention, since the metal surrounding the plates made of sintered aluminum oxide makes it impossible for the hard molded parts to move to the side or to the rear, and the entire energy of the projectile hitting it must be converted into destructive work. The high protective effect is probably due to the fact that the large! The amount of energy that was required in the manufacture of the ■ plates from sintered aluminum oxide has to be used again to destroy the crystal structure. As is known, the production of such sintered bodies consists first of all in a compression of the volume by pressing to about 1/3 of the bulk volume of the starting powder and then in the formation of an extremely solid and microcrystalline crystal structure by heating to temperatures of 1500 to 2000 ⁰ C, the volume again increasing goes back about half.

Ein mit hoher Energie auftreffendes Geschoß oder ein Splitter muß also zunächst das äußerst feste und dichte Kristallgefüge des gesinterten Aluminiumoxids zerstören. Dabei kommt erschwerend hinzu, daß beim Zerfall durch einen momentanen Energiestoß der Vervielfachung des Volumens ungefähr auf das ursprüngliche Schüttvolumen der Gegendruck des Einbettungsmaterials entgegensteht, der als solcher auch noch überwanden werden muß. Erst dann wäre ein Durchtritt des Geschosses, beispielsweise ins Innere des Panzers möglich.A projectile or a splinter that hits with high energy must first be extremely solid and dense crystal structure of the sintered aluminum oxide destroy. A further complicating factor is that when it decays it is multiplied by a momentary burst of energy of the volume approximately to the original bulk volume opposed to the counterpressure of the embedding material, which as such also must be overcome. Only then would the projectile penetrate, for example into the interior of the tank possible.

Aus dem eben Gesagten ergibt sich auch, daß die Platten zweckmäßig allseitig in Metall eingebettet sind und daß sie bevorzugt passend, d. h. mit möglichst geringem Spiel eingebettet sind und damit ein Ausweichen der Platten beim Auftreffen eines energiereichen Teiles unmöglich wird.From what has just been said it also follows that the plates are expediently embedded in metal on all sides and that it preferably fits, i.e. H. are embedded with as little play as possible and thus an evasion the plates becomes impossible when a high-energy part hits.

Die Einbettung der Platten aus gesintertem Aluminiumoxid kann auf verschiedene Art und Weise geschehen. So ist es beispielsweise möglich, zwei spiegelbildlich ausgebildete Stahlplatten zu verwenden, die Aussparungen enthalten, die in ihrer Ausbildung der Hälfte der Platten entsprechen, so daß beim Aufeinanderlegen und festen Verbinden der beiden Stahlplatten die Formteile von diesen allseitig umschlossen sind. Um den Vorteil der Gewichtsersparnis, den das gesinterte Aluminiumoxid als nicht-duktiler Hartstoff bringt, nochThe embedding of the plates from sintered alumina can be done in a number of ways. For example, it is possible to have two mirror images Use trained steel plates that contain recesses that are half in their training of the plates, so that when the two steel plates are laid on top of one another and firmly connected, the Moldings are enclosed on all sides by these. To take advantage of the weight savings that the sintered As a non-ductile hard material, aluminum oxide still brings

zu vergrößern, ist es zweckmäßig, für das einbettende Metall ein Leichtmetall zu verwenden. Besonders geeignet sind Aluminium- und Magnesium-Legierungen, wie beispielsweise Duraluminium und eine unter dem Warenzeichen Silumin bekannte Legierung aus 87% Aluminium und 13% Silizium. Solche Leichtmetallegierungen haben zusätzlich den Vorteil antimagnetisch zu sein.to enlarge, it is advisable to use a light metal for the embedding metal. Particularly suitable are aluminum and magnesium alloys, such as duralumin and one among the Trademark Silumin known alloy of 87% aluminum and 13% silicon. Such light metal alloys also have the advantage of being non-magnetic.

Ein besonders enger Verbund ist in solchen erfindungsgemäßen Schutzkörpern erreicht, bei denen die Platten aus gesintertem Aluminiumoxid mit Metall umgössen sind. Wenn der Schmelzpunkt des einbettenden Metalls verhältnismäßig hoch liegt, werden die Schutzkörper vorteilhaft so hergestellt, daß die Platten vorerwärmt werden, möglichst auf die Schmelztemperatur des Metalls. Damit wird verhindert, daß die Platten auf Grund des großen Temperatursprunges bei der Herstellung des Schutzkörpers zerstört werden. Für größere Konstruktionen kann es zweckmäßig sein, die Platten in gerüstartige Konstruktionen einzubringen, durch die sie gehalten und darin anschließend mit Metall umgössen werden.A particularly close bond is achieved in those protective bodies according to the invention in which the Sintered aluminum oxide plates are encased in metal. When the melting point of the embedding Metal is relatively high, the protective bodies are advantageously made so that the plates are preheated , if possible to the melting temperature of the metal. This prevents the panels from opening Due to the large temperature jump in the manufacture of the protective body are destroyed. For bigger ones Constructions, it can be useful to bring the panels into scaffolding-like constructions through which they are held and then encased in metal.

Die Gestalt der Platten selbst hängt weitgehend von der äußeren Ausgestaltung des Schutzkörpers ab. Überwiegend finden Quader mit rechteckigen Seitenflächen Verwendung, beispielsweise in der Form länglicher oder quadratischer Platten.The shape of the plates themselves depends largely on the external configuration of the protective body. Predominantly, cuboids with rectangular side surfaces are used, for example in the form of elongated ones or square plates.

Der Anwendungszweck der Schutzkörper und damit auch deren Gestalt sind äußerst vielfältig, beispielsweise als Bauelemente für Panzerwagen, gepanzerte Erd-, Wasser- und Luftfahrzeuge, Geschützstellungen, Schutzeinrichtungen bei Zerkleinerungsmaschinen, gepanzerte Schutzwesten und Schutzanzüge, Stahlhelme u. ä.The purpose of the protective body and thus also its shape are extremely diverse, for example as components for armored vehicles, armored earth, water and air vehicles, gun emplacements, Protective devices for shredding machines, armored protective vests and protective suits, steel helmets and the like

Besonders bei solchen Gegenständen, bei denen das Gewicht eine ganz ausschlaggebende Rolle spielt, wie bei gegen Erdbeschuß gepanzerten Flugzeugen, insbesondere Hubschraubern und bei Panzerwesten, ermöglichen die erfindungsgemäßen Schutzkörper häufig überhaupt erst eine zufriedenstellende und in der Praxis zu realisierende Schutzpanzerung, weil bei ihnen geringes Gewicht mit gesteigerter Schutzwirkung gepaart sind.Especially with objects where weight plays a crucial role, such as in aircraft armored against earth bombardment, especially helicopters and armored vests the protective body according to the invention is often only a satisfactory and in practice Protective armor to be implemented because they combine low weight with increased protection are.

Claims

Patent claims:

1. Protective body to protect against parts that hit with high energy, such as splinters and projectiles, consisting of at least one plate of high-melting, sintered aluminum oxide and at least one further layer made of a metal, characterized in that the Plate made of aluminum oxide is embedded in the metal that a side and / or rear Evasion of the aluminum oxide is difficult when the parts hit.

2. Protective body according to claim 1, characterized in that the plate is embedded on all sides in metal is.

3. Protective body according to one of claims 1 and

2, characterized in that the plate is suitably embedded in the metal.

4. Protective body according to one of claims 1 to

3, characterized in that the plate is cast around with metal.

5. A method for producing a protective body according to claim 4, characterized in that the Metal is cast around the plate in a preheated state.