DE202010016777U1

DE202010016777U1 - Schutzvorrichtung vor ballistischen und schockwellenartigen Blast

Info

Publication number: DE202010016777U1
Application number: DE202010016777U
Authority: DE
Original assignee: Rheinmetall Landsysteme GmbH
Current assignee: Rheinmetall Landsysteme GmbH
Priority date: 2010-12-18
Filing date: 2010-12-18
Publication date: 2011-02-24
Anticipated expiration: 2020-12-19

Abstract

Schottpanzerung (10) mit einer Befüllung (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Befüllung ein Gel (3) oder ein festerer Werkstoff, wie beispielsweise Silikon, Silikonkautschuk oder Silikonelastomer etc. ist, in das ein nicht kompressibles Fluid (4) eingebracht ist, welches selbst in einer Sekundärkammer (4.1) eingebunden ist.

Description

Die Lösung beschäftigt sich mit einer Schutzvorrichtung vor ballistischen und schockwellenartigen Blast/Bedrohung von Fahrzeugen und Gebäuden sowie anderen mobilen und stationären Objekten. Um das Eigengewicht gering zu halten, wird vorgeschlagen, zwischen bekannten Schottwänden Gel-Kammern einzubinden, sodass die bekannte Schutzwirkung von Schottwänden beibehalten und mit der Krafteinwirkung auf ein Gel kombiniert werden kann. In einer besonderen Ausführung sind in den Gelkammern nicht kompressible Fluids, wie Wasser, Frostschutzmittel etc., einbindbar, was die Schutzwirkung erhöht.
Diverse Schutzeinrichtungen gegen Minenansprengungen und/oder Geschosse etc. sind nach dem Stand der Technik hinreichend bekannt. So beschreibt die DE 196 05 230 A1 eine Minenschutzvorrichtung, die aus einem Gehäuse aus Metall besteht, in das eine Platte aus Kunststoff und ein Schaumkern eingesetzt sind.
Eine Wand zum Schutz gegen Hohlladungen und Wuchtgeschosse kennt die DE 31 22 367 C1 . Hierbei sind die Zwischenräume zwischen den Zwischenwandungen mit einer Flüssigkeit gefüllt oder mit einem spröden festen Material, das eine andere Stoßwellenimpedanz als die Zwischenwandungen aufweist.
Brie ähnliche Richtung schlägt auch die DE 31 12 729 A1 ein. Dabei ist die Schutzvorrichtung in Form von Schläuchen oder anderen Behältnissen vorgesehen, die mit einer Flüssigkeit bzw. Wasser gefüllt sind.
Sandwitchplatten bestehen im Wesentlichen aus einem Schichtaufbau aus Metallplatte, Hartschaumplatte, Kunststoffen und Strukturelementen ( EP 0 897 097 A2 ).
Einen stärkeren Schutz bieten in der Regel jedoch Schottpanzerungen, mit und ohne Befüllung etc. Schottpanzerungen ohne Befüllung benötigen einen großen Schottraum, um die Energiedichte zu verteilen. Neben dem benötigten Bauraum sind diese zudem sehr schwer. Schottpanzerungen mit Befüllungen, wie beispielsweise mit Sand, sind ihrerseits ebenfalls sehr schwer.
Die DE 79 15 552 U1 beschreibt eine Panzerung mit mindestens einer harten Außenschicht und wenigstens einer weicheren Innenschicht, während die DE 29 21 854 C1 ein Verfahren zum Herstellen einer aus Mehrlagenstahl bestehenden Panzerung angibt. Die DE 78 14 554 U1 beansprucht für sich, dass eine Panzerwand über wenigstens einen nichtmetallischen, formstabilen, schwingungs- bzw. schall- und stoßdämpfenden Körper an bzw. in einer Tragkonstruktion befestigt ist.
Aus der DE 10 2009 012 251 A1 ist eine Schutzeinrichtung zum Schutz eines Objektes gegen projektilbildende Minen bekannt, die aus mindestens zwei parallel zueinander angeordneten Metallplatten besteht, die nur im Randbereich miteinander kraftschlüssig verbunden sind.
Hier stellt sich die Lösung die Aufgabe, eine leichte, aber wirksame Schutzvorrichtung aufzuzeigen, welches die bekannte Wirkung einer Schottpanzerung beibehaltend einen noch größeren Schutz realisiert.
Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Schutzanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgelistet.
Der Lösung liegt die Idee zugrunde, eine Schottpanzerung mit Befüllung zu schaffen, wobei die Befüllung bei optimaler Schutzwirkung ein geringes Eigengewicht aufweist. Als ausreichende Befüllung hat sich Gel gezeigt, das in Kammern untergebracht oder eingeteilt, zwischen die Schottpanzerung bzw. in die Schottpanzerung eingebunden wird. Dabei können die Schottwände selbst die Kammern bilden. Dabei umfasst der Begriff „Gel” auch etwas festere Werkstoffe, wie beispielsweise Silikon, Silikonkautschuk oder Silikonelastomer etc.
Die Drucklast bei einer Ansprengung wird auf alle Schottwände gleichmäßig verteilt, sodass die Schutzwirkung aller Schottwände gleichzeitig erfolgen, so auch auf die ersten Lagen der äußeren Schicht und auf die seitlichen Schottwände.
Die Gel-Kammern-Panzerung besteht aus dem allgemeinen Schottaufbau. Der Schottraum wird durch ein Gel-Kammer-Element, bevorzugt passgenau, ausgefüllt. Das Gel-Kammer-Element umschließt seinerseits eine weitere (Sekundär-)Kammer mit einem nicht kompressiblen Fluid, wie beispielsweise Wasser mit Frostschutz, Öl, Hydrauliköl etc., in einem Schlauch etc. mit hydrostatischer Druckvorspannung.
Durch die Bedrohungsbelastung wird das in Bedrohungsrichtung liegende Material in den Schottraum gedrückt. Da das Gel und das nicht kompressible Fluid (nahezu) volumenkonstant sind, baut sich im Schottraum ein entsprechend hoher Druck auf, der auf alle Schottseiten gleichzeitig wirkt. Dabei werden die Schottpanzerungsmaterialien auf Biegung beansprucht, auch bei Durchschlag der äußeren Lage der Schutzschicht. Der im Schottraum auftretende Druck stützt auch das in Bedrohungsrichtung liegende Material. Wenn überhaupt, kommt es maximal zu einer geringen bleibenden Durchbiegung des hinteren Materials in den Innenraum. Die zusätzliche Kammer selbst gibt bei Bruch der äußeren Gel-Kammer das darin befindliche Fluid ab, d. h., das Fluid strömt mit hoher Geschwindigkeit nach Außen, wodurch das heraus gelöste Material (Sekundärgeschoss) wiederum stark abgebremst wird.
Der Vorteil dieser Lösung liegt unter anderem darin, dass bereits vorhandene Schottpanzerungen mit diesen Gel-Kammern nach- und aufgerüstet werden können. Da die äußere Panzerungsschicht dünner ausfallen kann, wird ein geringerer Bauraum benötigt. Die Vorrichtung ist zudem selbst schwingungsdämpfend und Wärme isolierend aufgebaut. Eine Wärmeisolation hat bekanntlich den Vorteil einer schlechten IR-Signatur.
Anhand eines einfachen Ausführungsbeispiels mit Zeichnung soll die Lösung näher erläutert werden. Es zeigt:
1 eine schematische Darstellung der Grundidee der Lösung,
2a bis d Varianten der Einbindung der Schottpanzerung bzw. der Sekundärkammern aus 1.
1 zeigt einen Aufbau einer Schottpanzerung 10 – hier ein Gel-Kammer-Panzerungsmodul 10 – mit einer Befüllung 1, bestehend aus Gel 3 und einem weiteren nicht kompressiblen Fluid 4, das sich in einer separaten Kammer 4.1 (Sekundärkammer) befindet, die vom Gel 3 aufgenommen wird. Mit 5 ist die Objektpanzerung bzw. Objektwand gekennzeichnet, die äußere Schottwand, zur Bedrohung weisend, mit 6. Die Primärkammer 7 weist des Weiteren Seitenwände 8 auf. Die Schottwände 5, 6 – auch die Seitenwände 8 – können aus Verbund- und Schichtaufbauten, wie Stahl-Faserverbund, Keramik-Stahl etc., bestehen.
Die 2a–d zeigen verschiedene Anordnungen.
In 2a wurde der Schottaufbau aus 1 in Reihe nebeneinander angeordnet.
In 2b wurden diese mehrlagig eingebunden.
2c zeigt eine Variante der Primärkammer 7 als Matte 9, in der mehrere Sekundärkammern 4.1 angeordnet sind, hier gleichmäßig, während in 2d die Sekundärkammern 4.1 verschieden angeordnet und auch unterschiedlich groß sind. Die Matten 9 können ihrerseits flexibel an die Konturen der Schottpanzerung 10 angepasst werden.
Die Gel-Kammern-Panzermodule 10 können optional als Add-On gebaut und über Verschraubungen etc. an der Objektwand, wie Wanne oder Turm, befestigt werden. Die Wirkung dieser Module 10 kann durch Formstähle (z. B. u-Profile, Hohlprofile etc.) verstärkt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19605230 A1 [0002]
DE 3122367 C1 [0003]
DE 3112729 A1 [0004]
EP 0897097 A2 [0005]
DE 7915552 U1 [0007]
DE 2921854 C1 [0007]
DE 7814554 U1 [0007]
DE 102009012251 A1 [0008]

Claims

Schottpanzerung (10) mit einer Befüllung (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Befüllung ein Gel (3) oder ein festerer Werkstoff, wie beispielsweise Silikon, Silikonkautschuk oder Silikonelastomer etc. ist, in das ein nicht kompressibles Fluid (4) eingebracht ist, welches selbst in einer Sekundärkammer (4.1) eingebunden ist.
Schottpanzerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände (5, 6, 7) der Schottpanzerung eine Primarkammer (7) für die Aufnahme des Gels (3) bilden.
Schottpanzerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Matte (9) zur Aufnahme des Gels (3) dient.
Schottpanzerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärkammer (4.1) durch einen Schlauch mit Druckvorspannung gebildet wird.
Schottpanzerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schottwände (5, 6, 8) aus Verbund- und Schichtaufbauten, wie Stahl-Faserverbund, Keramik-Stahl etc., bestehen können.
Schottpanzerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärkammer (4.1) gleichmäßig als auch verschieden in der Primärkammer (7) eingebunden sein kann.
Schottpanzerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärkammern (4.1) unterschiedlich groß sein können.
Schottpanzerung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Gel-Kammer-Panzerungsmodul bilden.