DE3134341A1

DE3134341A1 - Verbundpanzerung

Info

Publication number: DE3134341A1
Application number: DE19813134341
Authority: DE
Inventors: René 3603 Thun Jeanquartier; Alain Dipl.Ing.Phys. 1004 Lausanne Rumley
Original assignee: Schweizerische Eidgenossenschaft
Current assignee: Schweizerische Eidgenossenschaft
Priority date: 1980-09-02
Filing date: 1981-08-31
Publication date: 1982-05-13

Description

Verbundpanzerung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbundpanzerung, bestehend aus einem metallischen oder glasfaserarmierten Träger und wenigstens einer äusseren, aus Formstücken zusammengesetzten, elastisch gelagerten Schicht aus Keramik oder Metall.
Verbundpanzerungen dienen dem wirksamen ballistischen Schutz von mobilen Einrichtungen (Fahrzeugen, Flugzeugen etc.) sowie von stationären Installationen (Schleuderlangen, Kommandozentralen etc.).
Es ist eine Verbundpanzerung gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt (DE-AS 1 952 759), bei welcher eine Tragkonstruktion aus einer Leichtmetall-Legierung vorgesehen ist, auf welche durch einen Elastomer-leim nebeneinander angeordnete Plättchen aufgeklebt und durch Vulkanisieren elastisch gelagert werden. Durch das Eindrücken der Plättchen in die Leimschicht kann auf einfache Weise auch auf deren Stirnseite eine elastische Schicht erzielt werden Aus technologischen Grunden muss die Leimschicht zwischen den benachbarten Plättchen jedoch relativ dünn ausgeführt sein. Ein auf ein Plättchen auftreffender Körper vermag dementsprechend auch benachbarte Plättchen zu beschädigen.
Es ist daher Aufgabe dgr Erfindung, eine Verbundpanzerung zu schaffen, welche ein hohes Stoppvermögen für ballistische Körper aufweist und gleichzeitig flächenmässig ausgedehnte Zerstörungen zu verhindern vermag.
besonderer Bedeutung, da insbesondere ein Fahrzeug (Kettenfahrzeug etc.) Vibrationen und Stössen unterworfen ist, welche eine gewisse Elastizität der Strukturen erfordern.
In den nachfolgenden Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes aufgeführt.
Eine maximale Stosswellenabsorption lässt sich durch eine geschlossene Zellstruktur nach Anspruch 2 erzielen.
Die in Anspruch 3 aufgeführten Elastomere sind besonders geeignet zum Schäumen und damit zur einfachen Erstellung von Gaseinschlüssen.
In den Ansprüchen 4 bis 5 sind Gasgemische aufgeführt, welche sich in einfacher Weise bei der Fabrikation einschliessen lassen und zudem eine hohe Stosswellenabsorption ergeben.
Eine besonders einfache Bildung von Kammern lässt sich durch das Gegeneinanderlegen von Noppen und/oder Vertiefungen gemäss Anspruch 7 erzielen.
Als vorteilhaft hat sich eine allseitig elastische Lagerung der Formstücke wenigstens einer Zwischenschicht, entsprechend Anspruch 8, erwiesen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt Fig. 1 eine Teilansicht einer Verbundpanzerung mit einer Schicht Formstücke, welche auf einem stosswellenab- Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beschriebenen Massnahmen gelöst.
Zwischenschichten aus stosswellenabsorbierenden Körpern und geschlossenen, ein Gas enthaltenden Kammern ergeben in praxi eine optimale Stosswellen-Dämpfung bzw. -Absorption. Ein getroffenes Plättchen (Formstück) vermag nur sehr abgeschwächte und deshalb bedeutend weniger gefährliche Kräfte in Form von transmittierten Stosswellen an die benachbarten Plättchen weiterleiten. Zusätzlich wird eine Abschwächung der durch sekundäre Effekte, wie Splitter, Verformung der Trägerstruktur etc. resultierenden mechanischen Einwirkungen erzielt.
Eine Dämpfung der transmittierten Stosswellen lässt sich durch eine Reflektion an der Zwischenschicht, welche eine vom Plättchen (Keramik, Al203 etc.) verschiedene Stosswellen-Impedanz aufweist, feststellen. Durch eine freiwählbare Dicke und vorbestimmbare Grösse und Anzahl der ein Gas enthaltenden Kammern lässt sich die Dämpfung leicht experimentell optimieren.
Eine Schwächung der Stosswellenintensität und/oder Dauer als Folge der Einflüsse von sich bildenden Entlastungswellen und von E>nergie-dissipativen Vorgängen (Erwärmung, nicht elastische Verformung etc.) erhöht das sogenannte Stoppvermögen der Panzerung. Durch diese Massnahmen werden die mechanischen Belastungen des an sich spröden Keramikmaterials der Plättchen reduziert, da eine Bremsung des direkt beschlagenen oder stosswellenbeschlagenen Plättchens sowie der resultierenden Splitter erfolgt. Im weiteren lässt die elastische Schicht eine relativ hohe Verformung der Trägerstruktur der Panzerung zu, ohne dass ein Schaden resultiert. Dies ist von sorbierenden Körper gelagert sind, Fig. 2 einen Schnitt durch eine Verbundpanzerung, bestehend aus zwei Schichten von Formstücken mit einer dazwischen befindlichen Schicht aus einem stosswellenabsorbierenden Körper, Fig. 3 den stosswellenabsorbierenden Körper Fig. 2 in einer Ansicht von oben, Fig. 4 eine Verbundpanzerung mit einer Variante eines stosswellenabsorbierenden Körpers mit einer geschlossenen Zellstruktur und Fig. 5 eine weitere Verbundpanzerung mit einem stosswellenabsorbierenden Körper aus Profilgummi.
In sämtlichen Zeichnungen sind gleiche Funktionsteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In der Fig. 1 sind prismatische Formstücke aus Keramik mit 1 bezeichnet. Diese sind voneinander getrennt durch eine stirnseitige Zwischenschicht aus einem Elastomer 2 und durch eine Verklebung 3 auf einem stosswellenabsorbierenden Körper 4 aufgeklebt. Der stosswellenabsorbierende Körper 4 ist seinerseits durch eine weitere Verklebung 5 auf einer Panzerplatte 6 partiell fixiert. Im stosswellenabsorbierenden Körper 4 befinden sind Ausnehmungen, welche zusammen mit der Oberseite der Panzerplatte 6 luftgefüllte Kammern 7 bilden.
Im vorliegenden Fall dient die Panzerplatte 6 lediglich als Träger und ist entsprechend dünnwandig ausgeführt. Der stosswellenabsorbierende Körper 4 besteht aus Silikongummi, auf welchen mittels eines handelsüblichen Zweikomponentenklebers die Formstücke 1 in einem gegenseitigen Abstand von ca. 1 mm aufgeklebt sind; der stosswellenabsorbierende Körper 4 ist seinerseits durch eine gleichartige Verklebung 5 mit der Panzerplatte 6 verbunden, die zwischen den Formstükken 1 gebildeten Fugen sind durch einen Gaseinschlüsse enthaltenden Elastomer 2, einem Polyurethan-Integralschaum ausgeschäumt.
Die Gaseinschlüsse im Elastomer 2 (aus zeichnerischen Gründen nicht dargestellt) bewirken eine hohe Absorption von lateral auftretenden Stosswellen.
Aus Fig. 2 sind zwei Schichten Formstücke 1 aus Keramik ersichtlich, welche wiederum stirnseitig durch einen Elastomer 2 mit Gaseinschlüssen voneinander getrennt sind. Beide Schichten sind voneinander durch h eine Zwischenschicht, aus einem stosswellenabsorbierenden, profilierten Körper 4 aus Polyurethan voneinander getrennt Der stosswellenabsorbierende Körper 4 weist kreisförmige Erhebungen da auf , welche in Fig. 3 näher ersichtlich sind.
Eine derartige Lagerung der ausseren Schicht der Formstücke 1 ergibt ein hohes Mass an mechanischer Flexibilität und Stosswellenabsorption.
Die Variante Fig. 4 zeigt einen stosswellenabsorbierenden Korper 4 mit Gaseinschlüssen 8. Die Gaseinschlüsse 8 sind durch an sich bekanntes Aufschäumen einer Polymer-Masse mit einem notorisch bekannten Kohlen-Wasserstoff-Gas entstanden und entsprechend wabenartig ausgebildet.
Die weitere Variante Fig. 5 weist einen stosswellenabsorbierenden Körper 4 bestehend aus einem Profilteil 41 und einem dagegengelegten weiteren Profilteil 42 auf.
Je nach gewünschter Elastizität bzw. Dämpfung ist das Profilteil 41 und/oder 42 ein Band aus einem Polymer oder aus einem Silikongummi.
Weiteren Formgebungen und Kombinationen des stosswellenabsorbierenden Körpers 4 und der Kammern 7 sowie der stirnseitigen Zwischenschicht aus Elastomer 2 sind nahezu keine Grenzen gesetzt.
Der Erfindungsgegenstand ist insbesondere zum Schutze fahrbarer Objekte geeignet, welche beim Betrieb starken Vibrationen und Stössen unterworfen sind.
Leerseite

Claims

Patentansprüche W Verbundpanzerung, bestehend aus einem metallischen oder glasfaserarmierten Träger und wenigstens einer äusseren, aus Formstücken zusammengesetzten, elastisch gelagerten Schicht aus Keramik oder Metall, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Formstücke (1) und/oder die einzelnen Schichten durch wenigstens eine Zwischenschicht, bestehend aus einem stosswellenabsorbierenden Körper (2, 4) und geschlossenen, ein Gas enthaltende Kammern (7) getrennt sind.
2. Verbundpanzerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der stosswellenabsorbierende Körper (2, 4) eine geschlossene Zellstruktur aufweist, in welcher das Gas (8) eingeschlossen ist.
3. Verbundpanzerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch geennzeichnet, dass der stosswellenabsorbierende Körper (2, 4) ein Elastomer ist, wie Polyurethan oder Silikongummi
4. Verbundpanzerung nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Gas aus Luft oder aus einem Luft enthaltenden Gasgemisch besteht,
5. Verbundpanzerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas aus einer organischen Verbindung besteht.
6. Verbundpanzerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet dass das Gas aus einer Kohlen-Wasserstoff-Verbindung besteht.
7. Verbundpanzerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der stosswellenabsorbierende Körper (4) aus zwei Teilen aufgebaut ist, wobei wenigstens ein Teil Erhebungen (4a) und/oder Vertiefungen aufweist, derart, dass das Gas enthaltende Kammern (7) entstehen.
8. Verbundpanzerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Formstücke (1) aus Keramik in wenigstens zwei Schichten angeordnet sind, wobei wenigstens die Formstücke (1) in der dem Träger (6) zunächst angeordneten Schicht allseitig durch einen stosswellenabsorbierenden Körper (2, 4) eingeschlossen sind.