DE2642882A1

DE2642882A1 - Geschosshemmendes material

Info

Publication number: DE2642882A1
Application number: DE19762642882
Authority: DE
Inventors: Franz Prof Fischer; Arthur Ing Grad Handtmann; Guenter Ing Grad Haupt
Original assignee: ELTEKA KUNSTSTOFF
Current assignee: ELTEKA KUNSTSTOFF
Priority date: 1976-09-23
Filing date: 1976-09-23
Publication date: 1978-03-30

Description

Geschoßhemmendes Material.
Durch daS Hauptpatent ... (Patentanmeldung P 26 18 128.2) ist der grundsätzliche Vorschlag erfasst, durch eine aktivierte anionische Polymerisation von monomerem Laurinlactam gewonnenes Gußpolyamid, nachfolgend ebenfalls kurz als "Polyamid 12" bezeichnet, als geschoßhemmendes Material beispielsweise für militärisch und auch zivil genutzte gepanzerte Fahrzeuge zu verwenden. Dabei ist die erkannte Eigenschaft von solchem Polyamid 12 ausgenutzt, kinetische Geschoßenergie in Schmelzwärme und Formänderungsarbeit umwandeln zu können.
Gleichzeitig ist zur optimalen Gestaltung dieser Eigenschaften insbesondere vorgesehen, das Polyamid 12 für einen möglichst hohen Anteil ai amorphem Material zu vergießen. Wenn mithin innerhalb der vorliegenden Zusatzerfindung auf dieses Polyamid 12 verwiesen wird, dann werden damit allgemein dessen bereits in dem Hauptpatent abgehandelten Materialeigenschaften angesprochen.
Das Hauptpatent erfasst weiterhin auch eine Schichtplatte, bei der dieses Polyamid 12 in Kombination mit einem härteren Stoff, so insbesondere einer Stahlplatte, zu einem wenigstens zweischichtigen Gesamtkörper ausgebildet ist. Dabei ist die Stahlplatte entweder in das Polyamid 12 eingebettet oder an der Geschoßauftreffseite an dessen eine Aussenseite angeschichtet. Dadurch wird hauptsächlich der Vorteil erreicht, daß für eine gleiche Geschoßgröße mit einer solchen Schichtplatte eine kleinere Materialdicke erforderlich ist, um eine gleiche geschoßhemmende Wirkung zu erreichen.
Ausgehend von dieser Schichtplatte wurde nun weiter gefunden, daß solches Polyamid 12 im Umfang seiner durch das Hauptpatent aufgedeckten Materialeigenschaften eine überaus günstige Ergänzung durch eine Kombination mit Aramidfasern erfahren kann. Solche Aramidfasern, die insbesondere unter dem Warenzeichen KEVLAR -der Firma Du Pont bekannt sind, zeichnen sich durch einen hohen Dehnungswiderstand und ein niedriges spezifisches Gewicht aus und wurden bis jetzt auch schon für weiche Schutzkonstruktionen, wie kugelsichere Hemden, Westen und Mäntel sowie sonstige Schutzkleidung, sowie für starre S chutzkonstruktionen, wie Schutzhelme, kugelsichere Schilde, Panzerplatten und Sitze für Fahrzeuge, Hubschrauber und Flugzeuge, verwendet.
Mithin besteht die vorliegende Zusatz erfindung in einer Schichtplatte der vorgenannten Art, bei der an die der Stahlplatte abgewandte Rückseite der Gußpolyamidschicht unter Zwischenfügung mehrerer aus Aramidfasern bestehender Gewebelagen mindestens eine weitere Gußpolyamidschicht angeschichtet ist.
Wird diese Zwischenfügung von aus Aramidfasern bestehenden Gewebelagen vorgesehen, dann zeigt sich bei dem Beschuß einer solchen Schichtplatte, daß die Gewebelagen eine dadurch besonders positive Fangwirkung auf das eindringende Geschoß ausüben, daß wegen der vorübergehenden Plastizität des Polyamid 12 als Folge der in Schmelzwärme und in Formänderungsarbeit umgewandelten kinetischen Geschoßenergie die Gewebelagen gemeinsam mit dem Geschoß in den Schußkanal hineingezogen werden. Weil die Aramidfasern einen praktisch gleichen Dehnungswiderstand haben wie das Polyamid 12 und dieser Dehnungswiderstand sehr hoch ist, wird damit dem eindringenden Geschoß ein entsprechend hoher Strömungswiderstand entgegengesetzt. Dieser Strömungswiderstand tritt überraschenderweise nicht in derselben Größenordnung auf, wenn unter sonst gleichen Bedingungen eine Schichtplatte beschossen wird, bei der die Stahlplatte mit einer nur einlagigen Gußpolyamidschicht kombiniert ist, die eine gleiche MaterialdLcke aufweist wie die beiden Gußpolyamidschichten mit den zwischengefügten Gewebelagen der erfindungsgemäßen Schichtplatte. Mithin erscheint es jetzt möglich, solchen Schichtplatten eine weiterhin verringerte MaterialdLcke zu geben, wodurch ihre Verwendung jetzt auch für die weichen Schutzkonstruktionen der oben genannten Art in Betracht kommt. Auch erscheint es möglich, die Qualitätsanforderung an den Stahl weniger streng zu handhaben und praktisch nur die Bedingung zu erfüllen, einen Stahl mit einer genügend großen Festigkeit auszuwählen, damit dem auftreffenden Geschoß ein genügend großer Widerstand entgegengesetzt wird.
Bei der praktischen Erprobung der erfindungsgemäßen Schichtplatte wurde noch gefunden, daß das Polyamid 12 auch schwingungsdämpfend wirkt. Besonders diese Eigenschaft läßt das Polyamid 12 in der Kombination mit den aus Aramidfasern bestehenden Gewebelagen für die weichen Schutzkonstruktionen geeignet erscheinen. Bei solchen weichen Schutzkonstruktionen, deren Brauchbarkeit außer an der Stoßwirkung gegenüber den durch sie geschützten Körperteilen auch noch am eigenen Schwingungsverhalten beurteilt wird, ist nämlich im Gegensatz zu den starren Schutzkonstruktionen davon auszugehen, daß durch das auftreffende Geschoß eine größere elastische Verformung hervorgerufen wird, die bei einer Ul ertragung auf das geschützte Körperteil zu entsprechenden Stoßverletzungen führt. Weil aber mit dem Polyamid 12 eine große Bremswirkung erreicht wird, werden bei dessen Verwendung für eine solche weiche Schutzkonstruktion diese Stoßverletzungen verhindert. Außerdem verhindert das Polyamid 12 durch sein schwingungsdämpfendes Verhalten die Ubertragung einer übermäßigen Schwingungsenergie auf das durch die betreffende Schutzkonstruktion geschützte Körperteil, so daß es vor einer entsprechenden Verletzungsgefahr bewahrt.
Bei den vorliegenden Vergleichen ist selbstverständlich immer vorausgesetzt, daß ein jeweiliger Beschuß unter vergleichbaren Bedingungen vorgenommen wird. Mithin hält die erfindungsgemäße Schichtplatte bei gleicher Materialdicke größeren und stärkeren Geschoßkalibern stand als alle bis jetzt bekannten Materialien, was umgekehrt bedeutet, daß für ein gleiches Geschoß eine geringere Materialdicke erförderlich ist, um mit entsprechender Sicherheit einen Durchschuß zu verhindern. Die erfindungsgemäße Schichtplatte hat folglich auch ein entsprechend geringeres Gewicht, was sie weiterhin besonders für die weichen Schutzkonstruktionen eignet, während die Schichtplatte nach dem Hauptpatent mehr für starre Schutzkonstruktionen vorgesehen ist.
Eine erfindungsgemäße Schichtplatte kann beispielsweise aus sechs Schichten aufgebaut sein, nämlich aus einer 2 mm starken Stahlplatte an der Geschoßauftreffseite, einer 20 mm starken Gußpolyamidschicht an deren Rückseite, einer Schicht aus fünf aus Aramidfasern bestehenden Gewebelagen, einer weiteren, ebenfalls 20 mm starken Gußpolyamidschicht, einer weiteren 2 mm starken Stahlplatte und einer abschließenden Schicht aus fünfzehn aus denselben Aramidfasern bestehenden Gewebelagen. Ein aus 10 m Entfernung vorgenommener Beschuß dieser Schichtplatte mit einem Geschoß vom Kaliber 7,62 mm x 51 brachte das brauchbare Ergebnis, daß das Geschoß in der letzten Schicht der fünfzehn Gewebelagen gefangen wurde, wobei aber eine noch wahrnehmbare Stoßwirkung auftrat. Eine solche Stoßwirkung konnte dagegen nicht mehr festgestellt werden bei einer Schichtplatte, bestehend aus einer 2 mm starken Stahlplatte, einer Zwischenschicht aus acht aus Aramidfasern bestehenden Gewebelagen, einer 8 mm starken Gußpolyamidschicht, einer weiteren Zwischenschicht aus sechs aus Aramidfasern bestehenden Gewebelagen, einer 8 mm starken Gußpolyamidschicht, einer Zwischenschicht aus sechs aus Aramidfasern bestehenden Gewebelagen, einer 8 mm starken Gußpolyamidschicht und einer abschließenden Schicht aus fünfzehn aus Aramidfasern bestehenden Gewebelagen. Das Geschoß wurde hierbei bereits in der vorletzten Schicht gefangen, also in der 8 mm starken Gußpolyamidschicht. Bei beiden Schichtplatten war ein Stahl hoher Festigkeit benutzt worden.
Diese Beschußergebnisse sind selbstverständlich bei einer weniger starken Munition weniger kritisch. Mithin kann unter dieser Berücksichtigung die erfindungsgemäße Schichtplatte auch eine andere Ausbildung erfahren, um unter solchen anderen Voraussetzungen noch ausreichend geschoßhemmend zu sein. So kann beispielsweise daran gedacht werden, die einzelnen Gußpolyamidschichten einer mehrschichtigen Schichtplatte unterschiedlich dick auszubilden undloder die Anzahl der dazwischen angeordneten Gewebelagen veränderlich zu wählen. Auch kann daran gedacht werden, die zweckmäßig besonders dicht gewebten Gewebelagen noch besonders zu imprägnieren, weil dann eine noch größere Fangsicherheit von diesen Gewebelagen erwartet werden kann.

Claims

Patentansprüche Schichtplatte als geschoßhemmendes Material, das aus einer an der Geschoßauftreffseite angeordneten Stahlplatte und einer an deren Rückseite angeschichteten oder die Stahlplatte umgebenden Schicht eines durch eine aktivierte anionische Polymerisation von monomerem Laurinlactam gewonnenen Gußpolyamid besteht, nach Patent ... (Patentanmeldung P 26 18 128.2), dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß an die der Stahlplatte abgewandte Rückseite der Gußpolyamidschicht unter Zwischenfügung mehrerer aus Aramidfasern bestehender Gewebelagen mindestens eine weitere Gußpolyamidschicht angeschichtet ist.
2. Schichtplatte nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß zwischen jeder weiteren angeschichteten Gußpolyamidschicht eine gleiche und/oder veränderliche, insbesondere wachsende, Anzahl von aus Aramidfasern bestehenden Gewebelagen angeordnet ist.
3. Schichtplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Gußpolyamidschichten gleiche oder/und veränderliche Dicken haben.
4. Schichtplatten nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Stahlplatte abgewandte letzte Schicht aus Aramidfasern bestehende Gewebelagen sind.
5. Schichtplatte nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß auf der Vorderseite der aus Gewebelagen aufgebauten letzten Schicht eine weitere Stahlplatte angeordnet ist.
6. Schichtplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß auch an der Rückseite der an der Geschoßauftreffseite angeordneten Stahlplatte eine Schicht aus Aramidfasern bestehender Gewebelagen angeordnet ist.
7. Schichtplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die aus Aramidfasern bestehenden Gewebelagen lose zwischen den Gußpolyamidschichten angeordnet sind.
8. Schichtplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die aus Aramidfasern bestehenden Gewebelagen imprägniert sind.
9. Schichtplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die aus Aramidfasern bestehenden Gewebelagen aus verhältnismäßig dicht gewebtem Gewebe bestehen.
10. Schichtplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die aus Aramidfasern bestehenden Gewebelagen zwischen fünf und fünfzehn Lagen umfassen.
11. Schichtplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die oder jede Stahlplatte aus einem Stahl hoher Festigkeit besteht.