DE4230073A1 - Passive Schutzanordnung, vorzugsweise für den Dachbereich von gepanzerten Fahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine passive Schutzanordnung, vorzugsweise für den Dachbereich von gepanzerten Fahrzeugen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Schutzanordnung ist aus der US-PS 3 324 768 bekannt, bei der Glasplatten als Zwischenschichten in Magnesiumoxid oder Bitumen schichtweise eingebettet sind, wobei die Glasplatten in jeder Schicht sowohl in Richtung der Länge als auch der Breite einen Abstand voneinander haben, der nahezu der Ausdehnung der Glasplatte entspricht, während in der hierzu senkrechten Richtung die Schichten von Glasplatten ebenfalls, jedoch in einem kürzeren Abstand, beabstandet sind. Hierbei sind zwei benachbarte Schichten um nahezu eine Glasplattenlänge versetzt angeordnet, jedoch die Lagen der Glasplatten der jeweils übernächsten Schichten identisch zueinander angeordnet. Die mit einer derartigen Schutzanordnung erzielbare Schutzwir­ kung ist nicht optimal, insbesondere dann, wenn nach einem ersten Treffer in unmittelbarer Nähe hiervon ein weiterer Treffer abzuwehren ist. Das wird dadurch begründet, daß der Zu­ sammenhalt der Glaseinzelschichten beim Eindringen beispiels­ weise einer Hohlladung durch das Zerstören der Glasscheiben haltenden Matrix verloren geht.

Aus der DE-OS 40 15 346 ist ein Schutzblock für den Sichtkanal eines Winkelspiegels eines Kampffahrzeuges bekannt, der aus einer Reihe von übereinandergeschichteten und mittels Schrauben verspannten Glasplatten besteht.

Diese Anordnung wäre aber auch für einen größerflächigen Schutz nicht optimal, da derart übereinander geschichtete Glasplatten nicht dazu geeignet sind, nach einem ersten Treffer in unmittelbarer Nähe hiervon einen weiteren Treffer abzuwehren. Das liegt daran, daß bei diesem Schichtaufbau aus großen über­ einandergeschichteten Glasplatten sich die Zerstörung jeder ein­ zelnen Platte durch die Rissausbreitung bei einem Treffer bis an die Ränder fortsetzen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine passive Schutzanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die es ermöglicht, bei Bedrohungen von oben durch Hohlladungs- oder Wuchtmunition nach einem ersten Treffer weitere Treffer in unmittelbarer Nähe des ersten Trefferpunktes ohne Einbußen von Schutzleistungen abzuwehren.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Eine derartige Schutzanordnung ist nicht nur leicht und kann flächenabdeckend und gegebenenfalls modulartig eingesetzt werden, wobei die Gestaltung der Module in Form und Größe beliebig ist, sondern führt auch dazu, daß bei einem Treffer etwa durch ein Hohlladungs- oder ein Wuchtgeschoß zwar ein begrenzter Bereich des Moduls zerstört wird, jedoch alle benachbarten Glasscheiben intakt bleiben, so daß weitere Treffer im unmittelbar benachbarten Zielbereich abgewehrt werden können.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ausschnittweise eine Ausführungsform einer passiven Schutzanordnung.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform einer Anordnung der passiven Schutzanordnung.

Fig. 3a bis 3g zeigen verschiedene Ausgestaltungen von Elementen der passiven Schutzanordnung in den Randbereichen.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer passiven Schutzanordnung.

Die in Fig. 1 dargestellte passive Schutzanordnung umfaßt ein oder mehrere blockförmige, beispielsweise quader- oder würfelförmige Elemente 1, die auf einer Stützplatte 2, etwa der Dachplatte eines nicht dargestellten gepanzerten Fahrzeuges wie diejenige eines Kampfpanzers o. dgl., befestigt und außenseitig mit einer Abdeckplatte 3 versehen sind. Stütz- und Abdeckplatte 2, 3 sind dabei üblicherweise Stahlplatten, wobei für die Abdeckplatte 3 auch Materialien höherer Härte eingesetzt werden können.

Jedes Element 1 besteht aus einer bestimmten Anzahl von Schichten 4 von Glasplatten 5 einer Stärke z. Die Schichten 4 sind zu einer vorbestimmten Gesamtstärke a unmittelbar übereinander geschichtet, wobei die Glasplattenausdehnung b in Länge und Breite vorzugsweise mindestens gleich der doppelten Gesamtstärke a ist.

Jede Schicht 4 besteht aus einer oder mehreren, nebeneinander angeordneten und jeweils durch einen schmalen Spalt 6 getrennten Glasscheiben 5, wobei die Glasscheiben 5 zweckmäßigerweise eine rechteckige bzw. quadratische Form besitzen. Aber auch sechs- oder andere vieleckige Formen sind möglich. Die einzelnen Glasscheiben 5 können auch aus mehreren übereinander geschichteten Glasscheiben bestehen.

Die Glasscheiben 5 jeder Schicht 4 sind gegenüber den Glasscheiben 5 jeder anderen Schicht 4 des Elements 1 sowohl in der x-Richtung wie in der y-Richtung von Fig. 1 versetzt ange­ ordnet, wobei die Verschiebung c in x-Richtung und in y-Rich­ tung zwischen den Glasscheiben 5 von zwei beliebigen Schichten 4 des Elements 1 mindestens gleich der Glasplattenausdehnung b in der Schichtebene senkrecht zu den Spalten 6 (d. h. in x- und y-Richtung von Fig. 1) dividiert durch die Anzahl n der Glas­ schichten ist, d. h.
c < oder = b/n und
b < oder = 2a.

Auf diese Weise ist gewährleistet, daß maximal nur die Schutzleistung einer einzelnen Glasscheibe 5 bei einem Treffer im Spalt 6 verloren geht, alle anderen Glasscheiben 5 stehen weiterhin für den Schutz voll zur Verfügung.

Durch einen unregelmäßigen Versatz der Schichten 4 läßt sich erreichen, daß bei schrägen Treffern volle Schutzleistung erzielt wird.

Die Anzahl n liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 6 und 10. Damit Treffer in einem Spalt 6 zu keiner wesentlichen Schutzeinbuße führen, sollte n=6 nicht unterschritten werden. Damit durch die horizontalen Trennfugen zwischen den Glas­ platten 5 keine Leistungseinbuße auftritt, sollte n=10 nicht überschritten werden.

Die Gesamtstärke a ist entsprechend der zu erwartenden Bedrohung zu wählen.

Die einzelnen Glasscheiben 5 werden miteinander verklebt. Dies kann beispielsweise mit einem Adhäsionskleber oder über eine Klebefolie, wobei dann die Verbindung mit Hilfe von Druck und Temperatur im Vakuum oder Autoklaven bewirkt wird, geschehen. Hierbei wird vorzugsweise eine Zugscherfestig­ keit von mindestens 24 N/mm² und bis zu 40 N/mm² und mehr zwischen den Glasscheiben 5 angestrebt.

Gemäß Fig. 2 werden ein oder mehrere Elemente 1 unter beidseitiger Zwischenschaltung einer elastischen Schicht 7 etwa aus Gummi zwischen einer Stützplatte 2 und einer Abdeckplatte 3, beides beispielsweise Stahlplatten, angeordnet und mittels Schraubverbindungen 8, für die entsprechenden Bohrungen oder Durchbrüche in den Elementen 1 angeordnet sind, verspannt. Die Gummischichten 7 können an den Elementen 1 ober- und unter­ seitig anlaminiert sein. Die untere Stützplatte 2 kann gleich­ zeitig das Dach etwa eines zu schützenden Fahrzeuges sein.

Die Randbereiche der Elemente 1 können, wie in Fig. l dargestellt, eben sein, sie können aber auch, wie in den Fig. 3a bis 3g dargestellt, unterschiedlich gestaltet sein. Gemäß Fig. 3a sind die Glasscheiben 5 an ihren nach außen gerichteten Kanten gerundet, gemäß Fig. 3b und 3c abgeschrägt, gemäß Fig. 3d in x- bzw. y-Richtung von Fig. 1 gewellt gestaltet. Hierdurch wird eine mehr oder weniger diffuse Rückstrahlung von Stoß­ wellen bei Treffern erzielt.

Zusätzlich können gemäß Fig. 3e im Randbereich der Elemente 1 Dämpfungsstreifen 9 zwischen den Glasscheiben 5 angeordnet sein, wozu entsprechende Glasscheiben 5 mit ent­ sprechenden Ausnehmungen zur Aufnahme der Dämpfungsstreifen 9 versehen sind. Die Dämpfungsstreifen 9 können unterschiedliche Breite aufweisen und in unterschiedlichen Abständen angeordnet sein. Sie dienen zur Verkürzung des Reflexionsweges der bei Treffern auftretenden Stoßwellen.

Gemäß Fig. 3f können im Randzonenbereich eines zu schützenden Bereichs 10 die Elemente 1 mit darüber hinaus­ gehenden Überlappungen 11 versehen sein, die durch eine ent­ sprechende seitliche Verlängerung mehrerer, zur Deckplatte 3 benachbarter Schichten 4, gebildet werden.

Gemäß Fig. 3g können zwischen dem Stützelement 2 und der Deckplatte 3 Verformungssteife Stege 12 benachbart zu den Elementen 1 unter Zwischenschaltung von elastischen Elementen 13 aus Gummi o. dgl. mit hoher Shore-Härte und hoher Dichte eingespannt sein.

Die Elemente 1 können in ihren Außenkonturen zur Anpassung an den zu schützenden Bereich 10 durch Sägen, Wasser­ strahlschneiden o. dgl. in eine entsprechende Form gebracht werden.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist zur Erhöhung der Schutzwirkung nach einer Anzahl von Schichten 4 eine Dämpfungsschicht 14 zur Verteilung und Brechung von an den Randzonen des Elements 1 reflektierten Stoßwellen ange­ ordnet, deren Dicke zwischen 2 und 4 mm liegen kann und die aus Gummi, Kunststoff, metallischem Werkstoff, geschäumten Material o. dgl. bestehen kann. Sie besitzt vorzugsweise eine Dichte klei­ ner als 2,7 g/cm³, insbesondere zwischen 0,5 bis 1,5 g/cm³ (dies gilt auch für die Dämpfungsstreifen 9 von Fig. 3e), und ist insbesondere in mehr als einem Abstand entsprechend der halben Stärke a/2 des Elements 1 von der Deckplatte 3 ange­ ordnet. Die Dämpfungsschicht 14 braucht sich nicht, wie darge­ stellt, über die Gesamtfläche des Elements 1 zu erstrecken. Eine derartige Dämpfungsschicht 14 ist insbesondere dann zweck­ mäßig, wenn die Trefferlage in einem Abstand kleiner a vom Rand ist. Bei integrierter Dämpfungsschicht 14 ist die Glasschei­ benausdehnung b vorzugsweise mindestens gleich der Gesamtstärke a. Dadurch lassen sich besonderes kleine Baumaße für Module erzielen.

Die Spalte 6 kann mit dämpfendem Material 15 ausgefüllt werden. Hierzu kann die Spalte 6 beispielsweise mit Kunststoffmassen ausgegossen oder entsprechende Streifen einge­ legt werden. Dichten von 0,5 bis 1,5 g/cm³ sowie Shore-Härten von ca. 20 Punkten werden hierbei für das Kunststoffmaterial be­ vorzugt. Es kann sich aber auch um Draht- oder Wellblechein­ lagen 15 mit wenigen Berührungsstellen zu den Stirnflächen der Glasscheiben handeln.

Bei Zugscherfestigkeiten der Verklebung zwischen den Glasscheiben 5 von mindestens 40 N/mm² zwischen den Glasschei­ ben 5 reicht aber ein Luftspalt aus.

Die Spaltbreite der Spalte 6 liegt insbesondere im Bereich von 2 bis 5 mm.

Die Spalte 6 dient dazu, eine großflächige Rißausbreitung in den Glasscheiben 5 zu verhindern. Hierdurch wird erreicht, daß eine hohem Stoßwellenreflexion an den Stirn­ flächen einer einzelnen Glasscheibe 5 und ein guter Zusammen­ halt der Glassplitter nach einem Treffer sowie Abstützeffekte bei Randtreffern auf einer einzelnen Glasscheibe 5 erzielt werden.

Die Stirnseiten der Elemente 1 können, wie in Fig. 1 angedeutet ist, entweder plan oder zusätzlich in z-Richtung gewellt, geriffelt, gerillt o. dgl. zur Erzielung einer diffusen Rückstrahlung von Stoßwellen geschnitten sein.

Wie Versuche gezeigt haben, konnten durch den vorbeschriebenen Modulaufbau beispielsweise auf einer Trefferfläche von 270×400 mm 4 Treffer mit einer mittleren Hohlladungsleistung mit jeweils gleicher Schutzleistung abgewehrt werden.

Claims (12)

1. Passive Schutzanordnung, vorzugsweise für den Dachbereich von gepanzerten Fahrzeugen, bestehend aus einem oder mehreren Elementen (1) jeweils mit mehreren Schichten (4) aus beabstandeten Glasscheiben (5) einer bestimmten Dicke, wo­ bei die Glasscheiben (5) benachbarter Schichten (4) gegenein­ ander versetzt angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Element (1) (n) Schichten (4) aus durch schmale Spalte (6) voneinander getrenn­ ten Glasscheiben (5) zu einer vorbestimmten Stärke (a) aufeinan­ der geschichtet sind, wobei die Verschiebung (c) zwischen den Glasscheiben (5) von zwei beliebigen Schichten (4) des Elements (1) mindestens gleich der Schichtausdehnung (b) in der Schicht­ ebene dividiert durch die Anzahl (n) der Glasschichten ist.

2. Schutzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausdehnung jeder Glasscheibe (5) mindestens gleich der zweifachen Stärke (a) ist.

3. Schutzanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sechs bis 10 Schichten (4) zu der vorbestimmten Stärke (a) aufeinander geschichtet sind.

4. Schutzanordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schicht (4) aus mehreren übereinander geschichteten Glasscheiben (5) besteht.

5. Schutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Spalte (6) zwischen den Glasscheiben (5) zwischen 2 bis 5 mm liegt.

6. Schutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spalte (6) mit einem dämpfenden Material (15, 16) gefüllt ist.

7. Schutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer oder mehreren Schicht(en) (4) Dämpfungsmaterial (9, 14) ganzflächig oder streifenförmig angeordnet ist.

8. Schutzanspruch nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausdehnung jeder Glas­ scheibe (5) mindestens gleich der Stärke (a) ist.

9. Schutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (1) ober- und unterseitig mit einer Schicht (7) aus dämpfendem Material versehen ist.

10. Schutzanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das dämpfen­ de Material vorzugsweise eine Dichte zwischen 0,5 und 1,5 g/cm³ und eine Shore-Härte in der Größenordnung von 20 Punkten auf­ weist.

11. Schutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (1) bzw. die Glasscheibe (5) an den Seitenflächen mit einer eine diffuse Rückstrahlung von Stoßwellen bewirkenden Ober­ flächengestaltung versehen ist.

12. Schutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Glas­ scheiben (5) durch eine Klebeverbindung von mind. 24 N/mm² verbunden sind.