DE2162692A1

DE2162692A1 - Flaechenfoermiges schutzgebilde

Info

Publication number: DE2162692A1
Application number: DE2162692A
Authority: DE
Inventors: Erhard Dr Doerre
Original assignee: Feldmuehle Anlagen und Produktion GmbH
Current assignee: Feldmuehle Anlagen und Produktion GmbH
Priority date: 1971-12-17
Filing date: 1971-12-17
Publication date: 1973-06-28
Also published as: GB1421180A; US3871026A; FR2167043A5; BE792623A; CH588677A5

Description

Anmelder: Feldmühle Anlagen-,und Produktionsgesellschaft mbH., 4- Düsseldorf-Oberkassel, Eritz-Vomfelde-Platz 4

Anlage zur Eingabe vom 13.12.1971
Pat/12.168 Vth-Hx.

Flächenförmiges Schutzgebilde.

Die Erfindung betrifft ein flächenförmiges Schutzgebilde gegen leichtkalibrige Geschosse, bestehend'aus metallischem Grundmaterial, insbesondere Schutzgebilde mit gebogenen oder im Winkel angeordneten !lachen.

Es ist seit langer Zeit üblich, Personen oder Gegenstände gegen ,mit hoher Energie auftreffende Teile wie Geschosse oder Splitter durch eine Metallpanzerung zu schützen. Die einfachste Art stellt eine Stahlplatte dar, deren Form dem zu schützenden Objekt angepaßt werden kann. Bei Verwendung derartiger Stahlplatten hängt die Schutzwirkung in erster Linie von der Stärke der Platte und den Materialeigenschaften ab. Allerdings zeigt sich, daß für den Schutz vieler nicht stationärer Objekte eine ausschließliche Panzerung durch Stahl unzureichend ist. Entweder muß die Panzerung aus Stahl so stark gehalten werden, daß sie vom Gewicht her zu schwer ist, oder aber der Schutz ist unvollkommen. Dies trifft insbesondere für Panzerwesten, SchutzSchilde, Stahlhelme, leichte !Fahrzeuge u.a. zu.

TJm Gewicht zu sparen und gleichzeitig die Schutzwirkung zu erhöhen, gehen ältere Vorschläge der Anmelderin bereits dahin,

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Hartstoffe und Stahl zu kombinieren. So wurden mit den deutschen Patentschriften 1 265 621 und 1 213 3o5 Panzerplatten vorgeschlagen, die aus mehreren unterschiedlich harten Materialien bestehen, wobei als Hartstoff Sinterkorund Verwendung findet, der seines Gefügeaufbaues wegen, den er beim Sintern erhält, Geschossen gegenüber sehr widerstandsfähig ist, d.h. für eine eventuelle Zerstörung seines G-efüges praktisch die gesamte kinetische Energie des Geschosses aufzehrt.

Diese Vorschläge haben sich grundsätzlich bewährt. Es handelt sich aber in diesen Fällen um plattenförmige Gebilde größerer Stärke, die besonders für den Schutz größerer Objekte, wie Panzerwagen, Befestigungsanlagen u.a. gedacht sind, die zwar durch die Verwendung von Keramik schon leichter sind, jedoch für die vorn erwähnten Zwecke wie Panzerwesten, Schilde, Stahlhelme u.a. entweder eine zu große Stärke und zu hohes Gewicht aufweisen oder aber in der Herstellung und Anfertigung verhältnismäßig aufwendig sind.

Es besteht nach wie vor ein Bedürfnis nach leichteren und einfacher herzustellenden Schutzkörpern, insbesondere an Panzerwesten, SchutzSchilden, Stahlhelmen und Fahrzeugen mit einer leichtgewichtigen und harten, jedoch nicht zu dicken Schutzschicht. Hier handelt es sich in erster Linie um einen Schutz gegen leichtkalibrige Geschosse, also Geschosse kleinerer Feuerwaffen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch, ein flächenförmiges Schutzgebilde gegen leichtkalibrige Geschosse, bestehend aus metallischem Grundmaterial, insbesondere Schutzgebilde mit gebogenen oder im Winkel angeordneten Flächen, dadurch gelöst, daß sich auf dem metallischen Grundmaterial eine Hoch-. temperatur-Spritzschicht, die aus anorganischen Hartstoffen

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nach einem Hochtemperatur-Spritzbeschichtungs-Verfahren aufgebracht ist, befindet.

Als Hochtemperatur-Spritzbeschichtungs-Verfahren kommen das FlaTiiTnspritz-, das Plasmaspritz- und das Explosionsverfahren in Frage. Als besonders vorteilhaft hat sich das Plasmaspritz-Verfahren wegen des besonders guten Materialverbundes erwiesen. Die genannten Verfahren sind für die Herstellung von keramischen Überzügen auf Metallegierungen an sich bekannt, um deren Widerstand gegen Hitze, Korrosion oder Verschleiß zu erhöhen. Überraschenderweise hat sich ergeben, daß die Anwendung dieser an sich bekannten Verfahren auf die Verbesserung bisheriger metallischer Schutzkörper zu flächigen Schutzgebilden führt, die durch die erfindungsgemäße Schicht aus Hartstoffen wesentlich sicherer als die herkömmlichen sind. In ihrer Form und Stärke können sie den jeweiligen Schutzanforderungen optimal angepaßt werden und haben bei gleicher Gesamtstärke wesentlich größere Schutzwirkung und geringeres Gewicht. ·

Eine bevorzugte Ausführungsform stellen einschiebbare, bzw. anhängbare Platten z.B. für Panzerwesten in der notwendigen Größe und Stärke dar. Eine andere vorteilhafte Ausführungsform stellen die flächenförmigen Schutzgebilde nach der Erfindung in gewinkelter oder gekrümmter Form dar. Solche mit einer Hochtemperatur-Spritζschicht aus anorganischen Hartstoffen versehenen Schutzgebilde können als Stahlhelme, Schutzschilde oder Karosserieteile Verwendung finden.

Als metallisches Grundmaterial wird bevorzugt ein hochlegierter Stahl mit einer Zugfestigkeit von mindestens loo kp/ mm (Legierungsbestandteiles nickel. Zirkon, Molybdän) verwendet. Auch kann es zweckmäßig sein, eine hochfeste Aluminiumlegierung, z.B. mit den Legierungsbestandteilen Zink und Magnesium zu verwenden, weil sie besonders zäh und leicht ist. Besonders hat sich eine Aluminiumlegierung mit einer Zugfestigkeit von ca. 4o kp/mm bewährt.

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Als anorganische Hartstoffe die mit dem metallischen Grundmaterial durch das Hochtemperatur-Spritzbeschichtungs-Verfahren fest verbunden sind, kommen die bekannten hochschmelzenden Oxide, Karbide, Nitride, Boride und Suizide in Betracht. Vorzugsweise finden dabei Aluminiumoxid, Chromoxid, Borkarbid, Titankarbid oder Siliziumkarbid Verwendung. Die beiden Oxide zeichnen sich neben ihrer Härte insbesondere durch gate Korrosionsbeständigkeit ausj bevorzugt ist der größeren Härte wegen Chromoxid. Die beiden Karbide haben extrem hohe Härte, wobei Borkarbid zusätzlich den Vorteil hat, halb so schwer wie Titankarbid zu sein.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, die anorganische Hartstoffschicht durch Stege, die aus dem metallischen Grundmaterial herausgearbeitet oder auf dasselbe aufgeschweißt sind, in voneinander getrennte Bereiche zu unterteilen. Auf diese Weise werden die Zerstörung und das Abplatzen größerer Flächen auf kleinere Bereiche beschränkt .

Dem gleichen Zweck dient die Erfindung in Form kleinerer ^ Platten, die als Einschubelemente bei Panzerwesten oder zum - Anbringen auf zu schützende Flächen Anwendung finden. Darüber hinaus können solche Platten an besonders gefährdeten Stellen angebracht werden. Bei Panzerwesten ergibt sich zudem der Vorzug der leichten Austauschbarkeit.

Die anorganische Hartstoffschicht weist naturgemäß eine sehr hohe Härte auf und ist auf Grund der speziellen Bedingung beim Auftrag und auf Grund der spontanen Abschreckung aus dem schmelzflüssigen Zustand nicht vollkommen eben.. Das Geschoß zerplatzt zunächst auf der extrem widerstandsfähigen Oberfläche der Hartstoffschicht, wobei bereits ein Teil seiner

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kinetischen Energie verzehrt wird. Die Hartstoffschicht wird bei diesem Vorgang zerstört. Die Detonationswelle pflanzt sich mit Schallgeschwindigkeit fort. Die bei der Zerstörung * entstehenden Risse breiten sich mit erheblich geringerer Geschwindigkeit aus. Dadurch trifft die Detonationsfront auf neues, unzerstörtes Material und läuft sich dabei tot. Das Grundmaterial muß neben einer hohen Festigkeit auch eine hohe Zähigkeit besitzen, um die bei diesem Vorgang auftretenden Kräfte aufzunehemen.

Wie bereits oben ausgeführt, liegen die besondere Bedeutung und der technische Fortschritt .des Anmeldegegenstandes insbesondere bei solchen flächigen Schutzgebilden, deren Flächen gekrümmt sind oder winkelig zueinander angeordnet sind, weil hierfür die Anwendung kompakter Hartstofformkörper naturgemäß nur schwer oder gar nicht niglich^xist. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht deshalb darin, daß das Schutzgebilde als Karosserieteil eines Fahrzeuges ausgebildet ist. Hier kommen insbesondere alle leichteren gepanzerten Transport- und Verbindungsfahrzeuge in Betracht. Auch zur Panzerung von Flugzeug- und Schiffsteilen findet das erfindungsgemäße Schutzgebilde Anwendung. Schließlich kommt insbesondere der Schutz gekrümmter Flächen in Betracht. Bei Einsatz in Form von SchutzSchilden-oder Stahlhelmen kommt es neben der hohen Schutzwirkung besonders auf geringes Gewicht an, so daß das erfindungsgemäße flächenförmige Schutzgebilde hier besonders vorteilhaft zum Einsatz kommt.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert!

Fig. 1 zeigt 4» einen Querschnitt durch das erfin- < " dungsgemäß aufgebaute flächenförmige Sphutzgebilde, bei dem sich auf einem metallischen Grundmaterial 1 eine anorganische Hartstoffschicht 2 befindet.

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Fig. 2 zeigt im Schnitt einen Teil des eirfxndungsgemaßen Flächengebildes, wobei das metallische Grundmaterial 1 herausragende Stege 3 enthält und die Hartstoffschicht in die Zwischenräume zwischen den Stegen gespritzt ist.

Fig. 3 zeigt das erfindungsgemaße flächenförmige Schutzgebilde in der Form eines Stahlhelms.

Die Abmessungen des Schutzgebildes, sowie die Stärke der Hartstoff schicht 2 und des metallischen Grundmaterials 1 richten sich nach dem jeweiligen Anwendungszweck. Ein Beispiel für ein plattenförmiges Schutzgebilde, auf das sich die Erfindung jedoch nicht beschränkt, besteht darin, daß das in Fig. 1 gezeigte flächenförmige Schutzgebilde bei Verwendung als Einschubelement für Panzerwesten eine Größe von

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5o χ 5o nun und eine. Gesamtstärke von 3 nun hat, wobei das anorganische Schichtmaterial 2 aus Borkarbid besteht und eine Stärke von 1,5 mm aufweist.

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Claims

DR. RrP. NAT. P!.·; CHfV μ -..ikur ! A,-ti Anmelder: !Feldmühle Anlagen- und Produktionsgesellschaft mbH*s. 4- Düsseldorf-Oberkassel, Fritz-Vomfelde-Platz 4- Pat/ 12.168/Vth~Hx. Patentansprüche. -

1. / ITlächenf örmiges Schutzgebilde gegen leichtkalibrige Geschosse

bestehend aus metallischem Grundmaterial, insbesondere Schutzgebilde mit gebogenen, oder im Winkel angeordneten Flächen, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf dem metallischen Grundmaterial (1) eine Hochtemperatur-Spritzschicht, die aus anorganischen Hartstoffen nach einem Hochtemperatur-Spritzbeschichtungs-Verfahren aufgebracht ist, befindet.

2. 3?lächenförmiges Schutzgebilde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Grundmaterial (1) ein hochlegierter Stahl mit einer Zugfestigkeit von mindestens loo kp/ mm ist.

3. Plächenförmiges Schutzgebilde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Grundmaterial (1) eine hochfeste Aluminiumlegierung mit einer Zugfestigkeit von min-

o
destens 4-o kp/mm ist.

4. Flächenförmiges Sehutzgebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus anorganischen Hartstoffen (2) aus hochschmelzenden Oxiden, Karbiden, Nitriden, Boriden und Suiziden besteht.

5. Flächenförmiges Schutzgebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Schicht aus Hartstoffen Aluminiumoxid, Chromoxid, Borkarbid, Titankarbid oder Siliziumkarbid Verwendung findet.

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6. Flächenförmiges Schutzgebilde nach einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus anorganischen-Hart stoffen (2) durch Stege (3) im metallischen Grundmaterial mindestens partiell unterteilt ist.

7. ELächenförmiges Schutzgebilde nach einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzgebilde die Form einschiebbarer, bzw. anhängbarer Platten hat.

8. Flächenförmiges Schutzgebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzgebilde die Form eines Stahlhelmes hat.

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