DE3643774C1 - Panzerungselement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Panzerungselement nach dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.

Gattungsgemäße Panzerungselemente sind aus der DE-OS 32 28 264 und der US-PS 3,324,768 bekannt.

Panzerungselemente dienen bei Panzerfahrzeugen im wesentlichen dem Schutz der Besatzung, der Geräte und dem eigenen mitge­ führten Munitionsvorrat im Inneren des Fahrzeugs gegen feind­ liche Einwirkungen.

Um einen optimalen Schutz zu bieten, sollen solche Panze­ rungselemente beim Auftreffen moderner konventioneller Ge­ schosse hohe Energien aufnehmen. Diese Schutzwirkung der Panzerungselemente soll auch bei hohen Temperaturen gewähr­ leistet sein, wie sie beispielsweise durch die Einwirkung von Brandsätzen oder Flammenwerfern herbeigeführt werden.

Panzerungselemente sollen darüber hinaus einen Schutz gegen radioaktive Strahlung bieten, so daß mit einem entsprechend gepanzerten Fahrzeug radioaktiv kontaminiertes Gelände durch­ quert werden kann.

Ältere Panzerungen verwendeten homogene Panzerungselemente aus Panzerstahl, wobei in Abhängigkeit vom Grad der Vergü­ tung des Stahls entweder eine hohe Festigkeit auf Kosten der Duktilität oder eine notwendige Duktilität bei geringerer Festigkeit des Materials erzielbar war.

Homogene Panzerungselemente dieser Art genügten den Anforde­ rungen nicht in ausreichendem Maße.

Neuere Panzerungen, wie jene gemäß der DE-OS 32 28 264 und der US-PS 3,324,768 bestehen aus Verbundpanzerungen aus harten metallischen oder metallhaltigen Schichten in Ver­ bindung mit hochzähen anderen Werkstoffen. Auf diese Weise sollen die geforderten hohen Festigkeiten der Panzerung einerseits durch einen ersten sehr harten Werkstoff und die Aufnahme der Energie auftreffender Geschosse andererseits durch die Verformbarkeit weiterer zäher Werkstoffe kombi­ niert werden.

Die Verbundpanzerung gemäß der US-PS 3,324,768 besteht bei­ spielsweise aus wenigstens drei Schichten, wobei zwischen zwei kristallin-metallischen Platten eine bituminöse Schicht eingebracht ist, in die Partikel aus Soda-Silikat-Glas ein­ gebettet sind.

In der DE-OS 32 28 264 wird eine Verbundpanzerung vorgeschla­ gen, bei der auf einer inneren Trägerschicht eine weitere Schicht aus Kunstharz angebracht ist, wobei die letztere Schicht Hartstoffkörner oder -teilchen enthält. Darüber hinaus befindet sich darauf, gemäß einem Ausführungs­ beispiel, eine weitere äußere Schicht aus feuerfesten Platten, welche wiederum in Kunstharz eingebettet sind.

Auftreffende Geschosse sollen an den Glaspartikeln (im Falle der US-PS 3,324,768) bzw. an den Hartstoffkörnern (im Falle der DE-OS 32 28 264) deformiert oder zerlegt werden. Die Energie der Geschosse oder deren Teile soll durch die bi­ tuminöse, zähe Schicht bzw. durch den schlagzähen Kunst­ stoff, der die Hartstoffkörner umgibt, verbraucht werden, so daß die Geschosse oder deren Teile die innere Träger­ schicht nicht mehr durchdringen können.

Nachteilig bei derart aufgebauten Verbundpanzerungen ist die Verwendung von Bitumen bzw. Kunstharz zur Einbettung der Glaspartikel bzw. sowohl der Hartstoffkörner wie auch zur Einbettung der feuerfesten äußeren Platten.

Eine hohe thermische Beanspruchung solcher Verbundpanze­ rungen, beispielsweise durch Brandwurfkörper oder Flammen­ werfer, führt zu einem Schmelzen und ggf. zu einem frühzei­ tigen Verbrennen der bituminösen Schicht bzw. des Kunst­ harzes. Eine mögliche Entwicklung aggressiver und toxischer Gase kann nicht ausgeschlossen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungs­ gleiches Panzerungselement zu schaffen, das sich nicht nur als Schutz gegen radioaktive Strahlung, sondern auch durch hohe Festigkeit mit ausreichender Duktilität und Unempfind­ lichkeit gegen hohe thermische Beanspruchung auszeichnet.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin­ dung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung gestattet die Ausbildung eines Panzerungsele­ ments mit wenigstens einer Schicht aus einem amorphen me­ tallischen Werkstoff. Dieser Werkstoff vereint die für einen wirksamen ballistischen Schutz geforderten mechanischen Ei­ genschaften: sehr hohe Festigkeit, sehr hohe Härte und große Duktilität bei Biegung und Druck. Besonders vorteilhafte mechanische Eigenschaften der vorbeschriebenen Art weist ein amorphes Metall auf, welches 60 bis 90 Atomprozent aus Über­ gangsmetallen, vorzugsweise Eisen, Nickel und/oder Kobalt, und 10 bis 40 Atomprozent aus Metalloiden, vorzugsweise Kohlenstoff, Bor, Phosphor und/oder Silicium, besteht. Der­ artige zusammengesetzte amorphe Metalle haben eine größere Zugfestigkeit als vergleichbare Panzerstähle aus kristalli­ nem Metall bei vergleichbar hoher dynamischer Bruchzähigkeit. Verglichen mit einem herkömmlichen Panzerstahl ist die Zug­ festigkeit von amorphem Metall auf Eisen-Basis mit einem Wert von 2000 bis 3000 N/mm² mehr als doppelt so groß. Die Streckgrenze eines amorphen Eisen-Metalls ist mit einem Wert 1500 bis 2500 N/mm² 3- bis 5-fach so groß wie die Streckgrenze des Panzerstahls. Besonders vorteilhaft ist auch eine bei derartigem amorphen Metall erzielbare Vickers- Härte von 900 bis 1000 (HV) und eine Querschnittsreduktion von mehr als 50% im Biegeversuch.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel, welches im amorphen Metall das Element Bor als Metalloid und zusätz­ lich 10 bis 20 Atomprozent Wolfram oder Tantal verwendet, bietet einen hervorragenden Schutz vor radioaktiver Strahlung. Dabei bietet Bor Schutz gegen langsame Neutronen, Wolfram bzw. Tantal bremst schnelle Neutronen ab und besitzt ein hohes Absorptionsvermögen gegen Gammastrahlung. Auf diese Weise geschützte Panzerungsfahrzeuge erlauben das Durchqueren ra­ dioaktiv kontaminierter Geländeabschnitte.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht das Panzerungselement aus 2 Schichten, wobei die aus amor­ phem Metall bestehende Schicht auf einer Trägerschicht aus an sich bekanntem kristallinen metallischen Werkstoff, bei­ spielsweise Panzerstahl aufgebracht ist. Der Vorteil einer solchen Anordnung ist, daß derartige Panzerungselemente untereinander und mit anderen metallischen Werkstoffen leichter zu verbinden sind.

Bei einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Panzerungselementes sind mehrere Schichten aus abwechselnd amorphen Metall und kristallinem metallischen Werkstoff übereinander angeordnet, wobei die innere und die äußere Schicht jeweils von einem kristalli­ nem metallischen Werkstoff gebildet wird, beispielsweise aus an sich bekanntem Panzerstahl.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestell­ ten Ausführungsbeispieles im folgenden näher beschrieben.

Die einzige Figur zeigt ausschnittsweise ein zweischichtiges Panzerungselement in perspektivischer Darstellung.

Das Panzerungselement 1 besteht aus einer Schicht 2 aus amorphem Metall, welches auf einer Trägerschicht 3 aus an sich bekanntem kristallinen metallischen Werkstoff, bei­ spielsweise Panzerstahl, angebracht ist. Die Schichtdicke 4 der Schicht aus amorphem Metall beträgt vorzugsweise 50 mm. Das amorphe Metall enthält beispielsweise Eisen, Bor, Alu­ minium und Wolfram. Durch die Verwendung des Leichtmetalls Aluminium wird bei einer solchen gegen radioaktive Strahlung schützenden Panzerung das spezifische Gewicht verringert. Ein derart gepanzertes Fahrzeug ist leichter und verfügt über eine verbesserte Mobilität. Die Formgebung der amor­ phen Metallschicht 2 und die Verbindung dieser Schicht mit der Trägerschicht 3 geschieht durch das an sich bekannte Verfahren der Explosivverdichtung.

Claims (4)

1. Panzerungselement aus wenigstens einer Schicht metalli­ schen Werkstoffs, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff dieser Schicht (2) amorphes Metall ist.

2. Panzerungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Metall zu 60 bis 90 Atomprozent aus Übergangsme­ tallen, vorzugsweise Eisen, Nickel und/oder Kobalt, und zu 10 bis 40 Atomprozent aus Metalloiden, vorzugsweise Kohlenstoff, Bor, Phosphor, und/oder Silicium, besteht.

3. Panzerungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Metall zusätzlich Leichtmetalle, vorzugsweise Aluminium und/oder Titan, und/oder Schwermetalle, vor­ zugsweise Wolfram und/oder Tantal, enthält.

4. Panzerungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus amorphem Metall bestehende Schicht (2) auf einer Trägerschicht (3) von an sich bekanntem kristallinen metallischen Werkstoff aufgebracht ist.