DE3942955A1 - Panzerelement - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Panzerelement, bestehend aus einer ebenen oder gekrümmten Stahlplatte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Panzerelement dieser Art so weiterzuentwickeln, daß eine hohe Sicherheit für unterschiedliche Anwendungsmöglichkeiten gewährleistet ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die das Panzerelement durchsetzenden Sollbruchstellen wird die Wirkung eines auf die Stahlplatte auftreffenden Geschosses örtlich begrenzt, indem Verformungen oder Risse sich nicht über die Grenzzonen hinaus ausbreiten können. Die Energie des auftreffenden Geschosses wird in Verfor­ mungsarbeit des Panzerelementbereiches umgesetzt. Durch Scherung an den linienförmigen Zonen ist ein weiterer Energieanteil aufnehmbar.

Eine durch linienförmige Zonen bzw. Sollbruchstellen in Bereiche aufgeteilte Stahlplatte hat den Vorteil, daß durch das Auftreffen eines Geschosses ein örtlich begrenzter Bereich zerstört wird, während die übrige Platte nahezu unversehrt bleibt.

Die linienförmigen Zonen stellen gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung schmale, spröde Zonen dar, die einige Millimeter und auch unter einem Millimeter dick sind und eine Material­ kontinuität von Bereich zu Bereich sicherstellen. Sie unterscheiden sich von den unbehandelten Bereichen des Panzerelementes lediglich in ihren mechanischen Eigenschaf­ ten. Die Auslegung der linienförmigen Zonen, d. h. Dichte, örtliche Verteilung, Dicke richtet sich nach der Lage, Konfiguration und Anwendung des jeweiligen Panzerelementes.

Die linienförmigen Zonen von nebeneinanderliegenden Bereichen sind vorzugsweise abgesetzt und nicht fortlaufend, um eine Ausdehnung der Wirkung beim Auftreffen eines Geschosses auf Nachbarbereiche einzudämmen.

Die linienförmigen Zonen können die Stahlplatte vollständig oder nur zum Teil durchqueren. Mit einer Kombination von durchquerenden und teilweise durchquerenden Zonen läßt sich eine weitere Anpassung an den jeweiligen Anwendungsfall durchführen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung stellen die linienförmigen Zonen Aufhärtungsschichten in der Stahlplatte dar, die beispielsweise durch eine thermische Behandlung mittels Laserstrahlen oder dergleichen erzeugt werden. Durch bahnweises Aufschmelzen der Stahlplatte, z. B. durch Laser- oder Elektronenstrahl, werden die Randzonen zu beiden Seiten der Schmelze aufgrund der Wärmeeinwirkung aufgehärtet, wo­ durch diese Randzonen eine sprödere Eigenschaft erhalten als die nicht behandelten Stahlplattenbereiche. Diese aufgehärte­ ten Zonen bilden die Sollbruchstellen.

Das Verformungsvermögen kann durch Zulegieren von härtenden Werkstoffen, wie Bor, Al, C, S und dergleichen in die Schmelzzone abgesenkt werden, wenn ein hoher Zähigkeits­ unterschied zwischen Sollbruchstellen und Stahlplatte ge­ wünscht wird.

Eine andere Art zur Einbringung von Sollbruchstellen kann beispielsweise durch Schwächung des Gefüges geschehen, und zwar mittels Porenketten, oder schwache Phasen wie Sulfiden, Grafit und ähnliches.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele nach der Erfin­ dung schematisch dargestellt.

In Fig. 1 ist eine gekrümmte Stahlplatte als Panzerelement 10 in Schrägansicht gezeigt. Die einstückige Stahlplatte ist mit zahlreichen Sollbruchstellen 11 durchsetzt, die jeweils unbehandelte Bereiche 12 umschließen, derart, daß die Bereiche 12 versetzt angeordnet sind. Die die Sollbruch­ stellen 11 bildenden linienförmigen Zonen zeichnen sich da­ durch aus, daß sie andere mechanische Eigenschaften als die unbehandelt gebliebenen Bereiche 12 haben.

Dadurch wird eine lokale Veränderung des Bruchverhaltens bewirkt. Der Werkstoff in den Zonen 11 hat eine niedrigere Zähigkeit als der Werkstoff in den Bereichen 12 der Stahl­ platte 10. Das hat zur Folge, daß die Stahlplatte 10 an den Sollbruchstellen 11 eine niedrigere Festigkeit gegenüber statischen Einwirkungen aufzeigt. Bei dynamischen Einwirkun­ gen macht sich die Verminderung der Zähigkeit bemerkbar.

Trifft beispielsweise ein Geschoß 14 in einen Bereich 12′ des Panzerelementes 10 ein, wird dieser Bereich verformt und teilweise aufgerissen und damit die den Bereich 12′ umschließende spröde Zone 11 belastet. Das spröde Material ermöglicht eine - ebenfalls energieaufnehmende - Scher­ bewegung an den linienförmigen Zonen, wodurch der belastete Plattenbereich 12′ mehr oder weniger herausgedrückt wird und wobei im belasteten Bereich 12′ entstandene Risse nicht auf Nachbarbereiche 12 übergreifen können.

Die Konfiguration, Dichte, Breite und Tiefe der Sollbruch­ stellen 11 werden je nach Anwendungsfall, Belastungsart und verwendetem Stahl bestimmt. Ebenso wird das Verfahren zur Herstellung bzw. Einbringung von Sollbruchstellen ent­ sprechend den jeweiligen Möglichkeiten gewählt.

Es ist denkbar, daß die Stahlplatte durch Aneinander­ schweißen von Plattenteilen, die die Bereiche 12 darstellen, hergestellt wird, wobei die Schweißnähte bzw. die an­ grenzenden Schichten der Schweißnähte die gewünschten Sollbruchstellen 11 bilden.

In den Fällen, in denen eine gewisse Schwächung des Panzer­ elementes in Kauf genommen werden kann, wäre es auch mög­ lich, durch Bohrungen, Einschnitte oder Poren, Schwach­ stellen zu erzeugen.

Die Einbeziehung von Sollbruchstellen direkt bei der Her­ stellung einer Platte, z. B. durch Struktur-, Werkstoff- oder Phasenänderungen ist auch möglich.

In Fig. 2 ist eine ebene Stahlplatte 20 gezeigt, bei der beispielsweise die Sollbruchstellen 21 bzw. 22 durch thermische Härtebehandlung erzeugt werden. Mittels Laser­ strahlen 23 wird das Plattenmaterial (24) in einem schmalen Band aufgeschmolzen. Die der Schmelze 24 angrenzende, aufge­ heizte Zone erfährt dabei nach Abkühlung des Materials einen Härtungsprozeß.

In Fig. 2b ist beispielsweise die Vickershärte über den Querschnitt des wärmebehandelten Bereiches 21, 24 aufge­ tragen. Danach erreicht die Härte der der Schmelze 24 an­ grenzenden Zone 21 eine Härte a, die größer ist als die Grundhärte c der Stahlplatte 20. Der geschmolzene und wiedergehärtete Streifen 24 kann eine verminderte Härte aufweisen. Die Sollbruchstelle wird durch, in diesem Fall, zwei dicht nebeneinanderliegende, linienförmige Zonen 21 gebildet, die gegenüber den nicht behandelten Bereichen 12, härter, d. h. spröder sind.

Bei Bedarf kann durch Zusetzen von Härtungsmaterialien 25 in das Schmelzbad 26 eine Sollbruchstelle mit erhöhter Härte erzeugt werden. Geeignete Materialien sind C, B, Sn usw. Die Sollbruchstelle wird hierbei im wesentlichen durch die Schmelzzone 26, die eine Härte b oberhalb der Härte a der Randzone 22 hat, gebildet.

Die Sollbruchstellen können die Stahlplatte 10 bzw. 20 mehr oder weniger tief durchqueren. In Fig. 2a ist in der linken Zeichnungshälfte eine die Dicke der Platte 20 voll­ ständig durchquerende Sollbruchstelle 21 dargestellt.

Auf der rechten Seite der Fig. 2a ist eine über die Hälfte der Plattendicke reichende Sollbruchstelle 22, 26 gezeigt, die nicht durchgehend ist.

Ein Panzerelement 10 bzw. 20 kann entweder nur mit durch­ gehenden oder nicht durchgehenden Sollbruchstellen versehen werden oder aber kombiniert von durchgehenden und nicht durch­ gehenden Sollbruchstellen 21, 22 durchsetzt werden. Es ist z. B. möglich, den Sollbruchstellen einer Orientierung eine bestimmte Tiefe zuzuordnen und den beispielsweise quer dazu orientierten Sollbruchstellen eine andere Eindringtiefe zuzuordnen. Die Sollbruchstellen 11 sind vorzugsweise so anzuordnen, daß die damit umgrenzten Bereiche 12 nicht an­ einandergereiht nebeneinander, sondern verschachtelt zu liegen kommen, wie es beispielsweise in Fig. 1 gezeigt ist.

Claims (7)

1. Panzerelement, bestehend aus einer ebenen oder gekrüm­ ten Stahlplatte, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlplatte (10, 20) durch linienförmige Zonen (11, 21, 22) in mehrere zusammenhängende Bereiche (12) aufgeteilt ist, wobei die linienförmigen Zonen zur Bildung von Sollbruchstellen eine gegenüber dem eingeschlossenen Bereich veränderte mechanische Eigenschaft aufweisen.

2. Panzerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die linienförmigen Zonen (11, 21, 22) eine niedri­ gere Festigkeit gegenüber statischen Einwirkungen haben als die übrigen Bereiche (12) der Stahl­ platte (10, 20).

3. Panzerelement, dadurch gekennzeichnet, daß die linien­ förmigen Zonen (11, 21, 22) eine niedrigere Zähigkeit gegen dynamische Einwirkungen haben als die übrigen Bereiche (12) der Stahlplatte (10, 20).

4. Panzerelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollbruchstellen (11, 21, 22) durch lokale, thermische Behandlung (23) der Stahlplatte (20) erzeugte Aufhärtungszonen sind.

5. Panzerelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollbruchstellen (21, 22) durch lokale, thermische Behandlung (23) und Zulegieren von härtenden Stoffen (25) erzeugte Auf­ härtungszonen sind.

6. Panzerelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Sollbruchstellen bildenden linienförmigen Zonen (10, 21) die gesamte Stahlplattendicke durchdringen.

7. Panzerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die die Sollbruchstellen bildenden linienförmigen Zonen (22) nur teilweise, insbesondere bis über die halbe Stahlplattendicke in die Platte (20) eindringen.