DE4310737A1 - Panzerung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Panzerung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Panzerung dieser Art ist beispielsweise an frühen Panzerfahr­ zeugen bekannt, bei denen auf einem Fahrgestell ein gitterartiger Aufbau angebracht war, an dem von außen her individuell zugeschnit­ tene Panzerplatten aufgenietet waren.

Hierbei übernahmen allerdings die Panzerplatten einen großen Anteil der im Einsatz auftretenden mechanischen Beanspruchungen.

War eine Panzerplatte etwa durch eine Sprengladung so stark beschä­ digt, daß sie nicht an Ort und Stelle ausgerichtet oder geschweißt werden konnte, dann wurden die Nieten der beschädigten und der be­ nachbarten Panzerplatten aufgestemmt, die Panzerplatten wurden ab­ genommen, der gitterartige Aufbau wurde örtlich erwärmt und ausge­ richtet sowie gegebenenfalls geschweißt, und anschließend wurden die abgenommenen Panzerplatten wieder aufgenietet und anstelle der beschädigten Panzerplatte wurde eine Ersatzplatte zugeschnitten, eingepaßt und aufgenietet, solche Arbeiten konnten allenfalls durch eine weit zurückgesetzte schwere Instandsetzungseinheit durchge­ führt werden, keinesfalls von der kämpfenden Truppe selbst.

Da die Panzerplatten im wesentlichen eben und verhältnismäßig groß­ flächig wären, ergab sich zwingend ein eckiger Aufbau, der nicht optimal geformt war.

In späterer Zeit wurden solche Panzerungen ganz allgemein durch ho­ mogene Panzerungen ersetzt, die großflächig gegossen oder geschmie­ det wurden und die den Aufbau oder Aufbauteile von Panzerfahrzeugen bildeten. Hier war es möglich, aus Optimierungsgründen erforderli­ che Abschrägungen und Rundungen vorzusehen und die örtliche Wand­ stärke der Panzerung an das Ausmaß der Bedrohung anzupassen (dick­ wandige Stirnpanzerung, Splitterschutz im Heckbereich).

Schwierig war in diesem Fall jedoch die Materialwahl: wurde nach der Widerstandsfähigkeit gegenüber Wuchtgeschossen optimiert, dann war der resultierende Stahl so spröde, daß er den mechanischen Be­ lastungen im Einsatz nicht gewachsen war. Aus diesem Grund verwen­ dete man einen weniger harten und mehr zähen Stahl, dessen Durch­ schlagsbeständigkeit jedoch gegenüber extrem hartem Material erheb­ lich verschlechtert war. Es mußte daher die Wandstärke der Panze­ rung erheblich vergrößert werden, mit der resultierenden Einbuße an Innenraum des Panzerfahrzeugs und Zunahme im Gesamtgewicht.

Wird eine solche Panzerung erheblich beschädigt, dann ist ihre Re­ paratur letztlich nur durch Austauschen des gesamten Guß- oder Schmiedestückes möglich.

Ausgehend von der Problemlage des letztgenannten Standes der Tech­ nik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Panzerung insbe­ sondere zur Verwendung an gepanzerten Landfahrzeugen zu schaffen, die einfach reparierbar ist, bei geringem Gewicht hochfest ist und einen insgesamt geringen Raumbedarf aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Hierbei geht die Erfindung wieder auf das eingangs genannte, alte Konzept zurück und und benutzt anstelle der homogenen Stahlpanze­ rung eine Panzerung, die bevorzugt ebenfalls aus Stahl besteht, aber aus zwei Stahlsorten oder allgemeiner aus zwei Materialsorten, die je nach dem Zweck gesondert von der anderen in ihren Eigen­ schaften optimiert sind: aus der einen Materialsorte, die besonders zäh und somit zur Aufnahme von Stoßbelastungen geeignet ist, wird ein Aufbau gebildet, der dazu eingerichtet ist, praktisch alle me­ chanischen Belastungen aufzunehmen, die aus dem Gesamtgewicht der Panzerung, den fahrdynamischen Beanspruchungen, der Rückstoßwirkung eigener Waffen und der elastischen Wirkung eines auftreffenden Ge­ schoßes, d. h. im wesentlichen der übertragenen kinetischen Energie, herrühren.

Die Schutzelemente dagegen sind aus einem extrem harten, bei der weiteren Bearbeitung praktisch nicht mehr verformbaren Material hergestellt.

Diese plattenartig geformten Schutzelemente sind in kassettenarti­ gen Vertiefungen an der Außenseite des Aufbaus wie in Rahmen pas­ send aufgenommen. Damit werden zum einen die Schutzelemente nach hinten abgestützt, so daß der Teil der kinetischen Energie des Ge­ schoßes, der im Schutzelement nicht in plastische Verformungsarbeit umgesetzt wird, in den Aufbau eingeleitet werden kann. Zum anderen werden die Schutzelemente auch umfangsseitig so fest umschlossen und verdämmt, daß die durch die Geschoßwirkung entstehenden Bruch­ stücke zusammengehalten werden und somit dem weiteren Eindringen des Geschosses verstärkt entgegenwirken können.

Es ist grundsätzlich möglich und gegebenenfalls auch vorteilhaft, für die Schutzelemente an sich bekannte Keramikmaterialien zu ver­ wenden, jedoch ist extrem harter Stahl bevorzugt,

• - da dieser infolge seiner wesentlich größeren Dichte bei gleichem Flächengewicht eine geringere Dicke und damit einen geringeren Raumbedarf für die Panzerung bedeutet,
• - da Stahlplatten kostengünstiger herzustellen sind als Keramik­ platten mit einer vergleichbar großen Schutzwirkung, und
• - da Stahlplatten aufgrund ihrer höheren Masse einen größeren Teil der kinetischen Energie eines Geschosses aufnehmen als leichtere Keramikplatten, so daß bei Stahlplatten eine leichtere Ausführung des Aufbaus möglich ist.

Prinzipiell sind aber auch Keramikplatten als Schutzelemente ge­ eignet und können im Einzelfall sogar vorteilhaft sein, soweit durch eine hinlänglich stabile Rahmenstruktur sichergestellt ist, daß ein Zerbrechen der an eine getroffene Keramikplatte angrenzen­ den Keramikplatten verhindert ist, und soweit ein bedrohungsseiti­ ger Schutz, wie etwa eine die Keramikplatte abdeckende Stahlplatte, verhindert, daß die Keramikplatte durch Geschosse kleiner Kaliber oder durch Splitter zu Bruch geht.

Die kassettenartigen Aussparungen weisen überwiegend gleichen Umriß auf, so daß modulartige, gleich geformte Platten in alle Aussparun­ gen eingesetzt werden können. Hierbei ist eine quadratische Kontur der Platten und Aussparungen bevorzugt, aber auch eine regelmäßig sechseckige Kontur kann vorteilhaft sein. Allenfalls in Randberei­ chen kann es zweckmäßig sein, band- oder zwickelförmige Platten und Aussparungen zu verwenden.

Es wird hierbei angestrebt, bei geneigter Panzerung oder allgemein bei großen Auftreffwinkeln einen optimalen Schutz zu erreichen, d. h. mit weniger Eck- oder Randtreffern rechnen zu müssen und/oder den Anteil an zu durchschlagenden Umfangswänden (Verdämmungsstegen) des tragenden Aufbaus klein zu halten.

Bei der Ausführung von insgesamt gewölbten Oberflächen der Panze­ rung sind neben Schutzelementen, die in der Größe und der Form von den sonst gleich geformten Schutzmoduln abweichen, auch geänderte Stegdicken und/oder unterschiedlich große Platten innerhalb eines Moduls in Frage. So weisen bevorzugt bei facettenartiger Ausbildung der Oberfläche die Unfangswände nicht konstante Wandstärken auf, oder das Schutzelement ist prismenförmig ausgebildet, also mit mit sich über die Dicke des Plattenstapels ändernder Kantenlänge der Platten; die Änderungen der Wandstärke und Kantenlängen müssen nicht gleichmäßig erfolgen, sondern können vorteilhaft auch abge­ stuft sein. In jedem Fall ist anzustreben, die Anzahl unterschiedlicher Moduln möglichst klein zu halten.

Diese Platten sind bevorzugt verhältnismäßig klein, so daß es mög­ lich ist, mit Hilfe solcher Platten auch insgesamt gewölbte Ober­ flächen zu bilden.

Der verhältnismäßig leichte Aufbau sowie das kleine Volumen und das kleine Gewicht der Schutzelemente ermöglichen einen modularen Ein­ satz, d. h. die Schutzmodule und der Aufbau können voneinander unab­ hängig und auf unterschiedlichen Versorgungswegen transportiert werden, was insbesondere für Lufttransporte und Luftlandeeinsätze vorteilhaft ist.

Da der Aufbau auch ohne Schutzelemente schon genügend Schutz gegen leichte Waffen bietet, kann ein derart minimal geschütztes Panzer­ fahrzeug sich auch selbst in das Einsatzgebiet bewegen, um dort durch Einbau der Schutzelemente den vollen Schutz zu erhalten.

Es ist grundsätzlich möglich, unterschiedliche, übereinanderge­ schichtete Platten zu verwenden, von denen die unterste oder un­ tersten aus einem zähen Stahl besteht bzw. bestehen, während die oberste oder obersten aus dem bereits erwähnten extrem harten Ma­ terial besteht bzw. bestehen. Der Vorteil einer solchen Anordnung besteht darin, daß ein nach einem Geschoßeinschlag verbogener, git­ terartiger Aufbau mit einfachen Mitteln maßhaltig ausrichten läßt. Zu Reparaturzwecken ist es auch möglich, in Aussparungen eingepreß­ te Platten von hinten her wieder aus diesen herauszudrücken.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es aber von Vorteil, jede Aussparung mit einem mindestens weitgehend geschlos­ senen Boden auszustatten, der als kraftübertragendes Element wirk­ sam ist und so dazu beiträgt, daß die rahmenartigen Umfangswände der kassettenartigen Aussparungen bei einem Treffer die getroffene Platte zusammenhalten und verdämmen.

Allenfalls kann im Kassettenboden eine Öffnung bzw. Bohrung zum Herausdrücken oder -schlagen der Platten ausgebildet sein, zumal diese gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung mit Preß­ sitz in den kassettenartigen Aussparungen sitzen, um die Verdäm­ mungswirkung noch zu verbessern.

Wie bereits oben erwähnt, ist es bevorzugt, in jede kassettenartige Aussparung mehrere übereinanderliegende Platten einzusetzen, die gleiche oder unterschiedliche Materialcharakteristiken aufweisen. Es ist somit möglich, zu jeder an einem Frontabschnitt neu auftre­ tenden Bedrohungsart praktisch eine "maßgeschneiderte" Kombination von Platten zu ermitteln und die an diesem Frontabschnitt befindli­ chen Fahrzeuge umzurüsten. Außerdem ist die kostengünstige Ferti­ gung extrem harter Stahlplatten dann am einfachsten, wenn diese verhältnismäßig dünn sind.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es ferner zweckmäßig, entweder unterschiedlich tiefe kassettenartige Aussparungen vorzusehen und bis zu ihrer vollen Höhe mit Platten zu bestücken, oder in gleichmäßig tiefe Aussparungen unterschiedlich hohe Stapel von Platten einzusetzen, so daß z. B. besonders dicke Stirnpanzerungen und weniger dicke Heckpanzerungen gebildet werden können. Es ist gegebenenfalls auch möglich, etwa bei Auftreten be­ sonders starker feindlicher Geschütze, vorhandene Panzerungen durch Einsetzen weiterer Platten noch zu verstärken.

Es ist im übrigen auch möglich, die Platten auch noch nach anderen Kriterien als dem Widerstand gegen Durchschlag auszuwählen, etwa Deckplatten mit unterschiedlicher Einfärbung, um die Tarnung des Fahrzeuges an die Umgebung anzupassen, etwa durch Aufsetzen weißer Deckplatten eine Wintertarnung herzustellen.

Die Platten können eine strukturelle Orientierung aufweisen, etwa infolge ihrer Herstellung durch Walzen. Diese Strukturierung kann durch eine Markierung gekennzeichnet werden, und beim Schichten von Platten ist es dann zum Verbessern der Geschoß-Aufhaltewirkung vor­ teilhaft, aufeinanderliegende Strukturen zueinander so zu verset­ zen, daß eine optimale Gesamtwirkung erreicht wird.

Die zwei benachbarte kassettenartige Aussparungen sind durch eine Umfangswand voneinander getrennt, die grundsätzlich so dick und damit biegefest sein sollte, daß eine gute Verdämmung der umfange­ nen Platten erreicht wird. Hierbei ist allerdings zu berücksichti­ gen, daß auch benachbarte Platten über diese Umfangswand hinweg einander abstützen. Außerdem besteht diese Umfangswand aus einem zähen Material, etwa um das Ausbiegen nach einer Verformung zu er­ möglichen. Um auch im Bereich dieser Umfangswände die Sicherheit vor einem Durchschlag eines Wuchtgeschoßes zu gewährleisten, ist deren Dicke bevorzugt geringer und weiter bevorzugt erheblich ge­ ringer als der Durchmesser eines solchen Geschosses, so daß selbst bei einem Ecktreffer die dem Treffer benachbarten Plattenanordnun­ gen ausreichend zur Schutzwirkung beitragen, d. h. mittels elastischer und plastischer Vorgänge die kinetische Energie des Geschosses abbauen.

Die Platten können einzeln in die Aussparungen des Rahmens einge­ setzt werden; gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die in eine Aussparung einzusetzenden, zusammen ein Modul bildenden Platten bereits vor dem Einsetzen zusammengefaßt, so daß das Ein­ setzen schneller und fehlerfrei vonstatten gehen kann.

Hierzu sind Fügeverfahren, wie Kleben, oder mechanische Verfahren, wie die Zusammenfassung der Platten eines Moduls in einem form­ schlüssigen Behälter aus dünnem Blech, vorteilhaft.

Das Einsetzen der Module kann gegebenenfalls, wenn der Rahmen keine erheblichen Verformungen aufweist, bei einem Panzerfahrzeug in ei­ ner Einsatzpause mit Bordmitteln durchgeführt werden.

Die erfindungsgemäße Panzerung ist nicht nur bei Landfahrzeugen einsetzbar, sondern auch allgemein als Panzerung oder Zusatzpanze­ rung und auch im zivilen Bereich, wie etwa an Seefahrzeugen, Bun­ kern und im militärischen oder zivilen Objektschutz, etwa bei Kern­ kraftwerken. Bevorzugt ist es möglich, bereits konventionell ge­ schützte Einrichtungen durch Nachrüstung mit der erfindungsgemäßen Panzerung nachträglich auch gegen die Wirkung moderner KE-(kineti­ sche Energie-)Geschosse zu schützen.

Der Gegenstand der Erfindung wird anhand der beigefügten, schemati­ schen Zeichnung beispielsweise noch näher erläutert. In dieser ist:

Fig. 1 der Querschnitt durch einen Ausschnitt einer erfindungsge­ mäßen Panzerung, und

Fig. 2 die Draufsicht auf den Ausschnitt durch die Panzerung gemäß Fig. 1.

In Fig. 1 ist der Schnitt durch eine Panzerung gezeigt, die aus ei­ nem Aufbau 1 aus zähem Stahl besteht, mit einer tragenden Boden­ platte, deren glatte Rückseite dem von der Panzerung zu schützenden Bereich zugewandt ist, und mit rahmenartigen, einstückig an der Bo­ denplatte angefügten und sich quer zu diesen erstreckenden Stegen, die zusammen mit der Bodenplatte gegossen oder geschmiedet sind oder auf diese aufgeschweißt sein können.

Die Stege und die Bodenplatte umschließen kassettenartige Ausspa­ rungen, in denen jeweils ein Stapel aus quadratischen Platten 2 passend aufgenommen ist, die aus extrem hartem Panzerstahl mit hochgezüchteter Festigkeit bestehen, wie vorzugsweise aus Mars 300 oder 45NCD16LC von CLI oder Stähle vergleichbarer Schutzleistung anderer Hersteller. Der Stapel liegt zur Bedrohungsseite hin frei und kann von dieser her in die Aussparungen eingesetzt bzw. einge­ drückt werden.

Sollte es notwendig sein, die Platten 2 aus den Aussparungen zu entfernen, kann etwa durch kleine Bohrungen (nicht gezeigt) in der Bodenplatte 1 Drucköl zwischen den Plattenstapel und die Bodenplat­ te eingespritzt werden.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf eine solche Panzerung.

Prinzipiell läßt sich die gezeigte Panzerung an alle Wuchtgeschoße mit großem Längen-Durchmesser-Verhältnis und hoher Auftreffge­ schwindigkeit anpassen.

Für das Beispiel eines Wuchtgeschoßes mit

Geschoßkaliber
D=7,25 mm
Länge	L=145 mm
Masse	mp=105 g
Auftreffgeschwindigkeit	VZ=1800 m/s
Auftreffwinkel	0° NATO

weist die gezeigte Panzerung die folgenden Merkmale auf:

Länge der ersten Kante der Platte 2
a=100 mm
Länge der zweiten Kante der Platte 2	b=100 mm
Wandstärke der ersten Umfangswände	c1=5 mm
Wandstärke der zweiten Umfangswände	c2=5 mm
Dicke der Bodenplatte 1	tSt=30 mm
Dicke einer Platte 2	t1=22 mm
Dicke der Plattenstapels	tSch=110 mm
Material der Platten 2:	Mars 300 von CLI
Material der Bodenplatte 1:	St 52

Claims (8)

1. Panzerung zur Abwehr eines Wuchtgeschoßes und bevorzugt zur An­ bringung an einem Landfahrzeug, mit einem tragenden Aufbau und an dessen Außenseite angebrachten panzernden Schutzelementen, jeweils bevorzugt aus Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der Aufbau (1) aus zähem Material gebildet ist und zur Aufnahme aller Belastungen aus dem Gewicht der Panzerung, fahrdynamischen Beanspruchungen, Rückstoßkräften aufgrund eigener Waffenwirkung und allen von einem auftreffenden Geschoß verursachten Wirkungen im elastischen Bereich eingerichtet ist,
• - der Aufbau (1) an seiner Außenseite mit kassettenartigen Ausspa­ rungen versehen ist, von denen mindestens eine Anzahl jeweils einen übereinstimmenden Umriß aufweist, und
• - die Schutzelemente von Platten (2) aus äußerst hartem Material gebildet sind, die passend in den kassettenartigen Aussparungen sitzen.

2. Panzerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bo­ den der kassettenartigen Aussparungen mindestens weitgehend ge­ schlossen ist.

3. Panzerung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Platten (2) mit Preßsitz gegen die Umfangswand der jeweiligen kassettenartigen Aussparung anliegen.

4. Panzerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in mindestens einem Teil der kassettenartigen Aus­ sparungen mindestens zwei Platten (2) übereinanderliegend sitzen.

5. Panzerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die kassettenartigen Aussparungen unterschiedlich tief (t_Sch) ausge­ bildet sind und jeweils eine unterschiedliche Anzahl übereinander­ liegender Platten (2) aufnehmen.

6. Panzerung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei Platten (2), deren Struktur eine Orientierung aufweist, die übereinanderliegend aneinander angrenzenden Platten (2) mit ihrer Struktur unterschiedlich, vorzugsweise konträr, ori­ entiert sind.

7. Panzerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Umfangswand der jeweiligen kassettenartigen Aus­ sparung zwischen zwei solchen Aussparungen eine Wandstärke (c₁) c₂) aufweist, die kleiner ist als der Durchmesser des Geschosses.

8. Panzerung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Platten (2) eines Schutzelements zu einem in die zugehörige kassettenartige Ausparung einsetzbaren Modul zusammenge­ faßt sind.