DE69703699T3 - Keramischer körper für verbundpanzerplatte - Google Patents

Keramischer körper für verbundpanzerplatte Download PDF

Info

Publication number
DE69703699T3
DE69703699T3 DE69703699T DE69703699T DE69703699T3 DE 69703699 T3 DE69703699 T3 DE 69703699T3 DE 69703699 T DE69703699 T DE 69703699T DE 69703699 T DE69703699 T DE 69703699T DE 69703699 T3 DE69703699 T3 DE 69703699T3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
bodies
plate
ceramic
armor
composite armor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE69703699T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69703699D1 (de
DE69703699T2 (de
Inventor
Michael Cohen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=11069358&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE69703699(T3) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of DE69703699D1 publication Critical patent/DE69703699D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69703699T2 publication Critical patent/DE69703699T2/de
Publication of DE69703699T3 publication Critical patent/DE69703699T3/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00—Armour; Armour plates
    • F41H5/02—Plate construction
    • F41H5/04—Plate construction composed of more than one layer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00—Armour; Armour plates
    • F41H5/02—Plate construction
    • F41H5/04—Plate construction composed of more than one layer
    • F41H5/0414—Layered armour containing ceramic material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00—Armour; Armour plates
    • F41H5/02—Plate construction
    • F41H5/023—Armour plate, or auxiliary armour plate mounted at a distance of the main armour plate, having cavities at its outer impact surface, or holes, for deflecting the projectile
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00—Armour; Armour plates
    • F41H5/02—Plate construction
    • F41H5/04—Plate construction composed of more than one layer
    • F41H5/0492—Layered armour containing hard elements, e.g. plates, spheres, rods, separated from each other, the elements being connected to a further flexible layer or being embedded in a plastics or an elastomer matrix
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/911—Penetration resistant layer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)
  • Cereal-Derived Products (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbundpanzerung. Das heißt, die Erfindung gibt eine Verbundpanzerung an, die verbesserte keramische Körper enthält und eine leichte kugelsicherer Kleidung bereitstellt, die vom Benutzer getragen werden kann, und zum Schutz von mobilen Einrichtungen sowie Land-, Luft- und Amphibienfahrzeugen Vor Hochgeschwindigkeitsgeschossen oder -splittern. Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Verbundpanzerung sowie ein kugelsicheres Panzerungsmaterial, das die Körper enthält.
  • Es gibt drei Aspekte bei Schutzpanzerplatten. Der erste Aspekt ist das Gewicht. Schutzpanzerung für schwere, jedoch mobile militärische Einrichtungen, wie beispielsweise Panzer und große Schiffe, ist bekannt. Eine derartige Panzerung umfasst normalerweise eine dicke Schicht aus Legierungsstahl, die Schutz vor schweren und explosiven Geschossen bieten soll. Aufgrund ihres Gewichtes ist eine derartige Panzerung für leichte Fahrzeuge, wie beispielsweise Pkw, Jeeps, leichte Boote oder Flugzeuge nicht geeignet, deren Leistung durch Stahlplatten mit einer Dicke von mehr als wenigen Millimetern beeinträchtigt wird.
  • Panzerung für Fahrzeuge einschließlich Land-, Luft- und Amphibienfahrzeuge soll das Eindringen von Geschossen mit jedem beliebigen Gewicht verhindern, selbst wenn diese mit einer Geschwindigkeit im Bereich von 700 bis 1000 Meter pro Sekunde auftreffen. Das maximale Panzerungsgewicht, das für den Einsatz an leichten Fahrzeugen vertretbar ist, variiert je nach dem Fahrzeugtyp, liegt jedoch im Allgemeinen im Bereich von 40 bis 100 kg/m2.
  • Ein zweiter Aspekt sind die Kosten. Zu komplexe Panzerungsanordnungen, vor allem diejenigen, die vollständig aus synthetischen Fasern bestehen, können einen erheblichen Teil der Gesamtkosten des Fahrzeugs ausmachen und bewirken, dass die Herstellung unprofitabel wird.
  • Jüngste Beispiele für Panzerungssysteme sind im US-Patent 4.836.084 beschrieben, das einen Panzerplatten-Verbundstoff offenbart, der eine Trägerplatte enthält, die aus einer offenen Wabenstruktur aus Aluminium besteht, sowie im US-Patent 4.868.040 , das eine kugelsichere Verbundpanzerung offenbart, die eine stoßdämpfende Schicht enthält. Des Weiteren ist US-Patent 4.529.640 von Interesse, dass eine Hohlpanzerung offenbart, die ein Sechseck-Waben-Kernelement enthält.
  • Keramische Materialien sind nichtmetallische anorganische Feststoffe mit einer kristallinen oder glasartigen Struktur und weisen viele nützliche physikalische Eigenschaften einschließlich der Beständigkeit gegenüber Wärme, Abrieb und Zusammendrücken, hoher Steifigkeit, geringem Gewicht im Vergleich zu Stahl und hervorragender chemischer Stabilität, auf.
  • Aufgrund dieser Eigenschaften interessieren sich Konstrukteure von Panzerungen seit langem dafür, und massive Keramikplatten mit einer Dicke zwischen 3 mm für den Personenschutz und 50 mm für schwere militärische Fahrzeuge sind für diesen Einsatz erhältlich.
  • Es sind erhebliche Forschungsanstrengungen unternommen worden, um die geringe Zug- und Biegefestigkeit sowie die mangelhafte Bruchzähigkeit von keramischen Materialien zu verbessern, diese stellen jedoch nach wie vor die Hauptnachteile beim Einsatz von keramischen Platten und anderen großen Elementen dar, die beim Stoß durch ein aufprallendes Geschoss brechen und/oder splittern können.
  • Leichte, flexible Panzerungskleidungsstücke sind ebenfalls seit Jahrzehnten beim Personenschutz gegen Schusswaffengeschosse und Geschosssplitter im Einsatz. Beispiele für diesen Typ Panzerung finden sich im US-Patent Nr. 4.090.005 . Derartige Kleidung ist sicher nützlich gegen Geschosse mit geringer Energie, wie sie beispielsweise aus einer Entfernung von mehreren hundert Metern geschossen werden, sie schützen jedoch den Träger nicht vor Hochgeschwindigkeitsgeschossen, die aus näherer Entfernung geschossen werden. Wenn ein derartiger Schutz erforderlich ist, stehen das Gewicht und/oder die Kosten für derartige Kleidung ihrem Einsatz im Weg. Ein weiteres bekanntes Problem bei derartiger Kleidung besteht darin, dass, selbst wenn damit ein Geschoss aufgehalten wird, der Benutzer aufgrund des Eindrückens der Weste in den Körper Verletzungen erleiden kann, die dadurch verursacht werden, dass der Aufprall auf eine zu geringe Körperfläche erfolgt, die die Energie eines Geschosses absorbieren muss.
  • Ein verbreitetes Problem bei Keramikpanzerung nach dem Stand der Technik betrifft den Schaden, den die Panzerungsstruktur durch ein erstes Geschoss erleidet, und zwar unabhängig davon ob es aufgehalten wird oder eindringt. Dieser Schaden schwächt die Panzerplatte und ermöglicht das Eindringen eines folgenden Geschosses, das innerhalb einer Entfernung von wenigen Zentimetern zum ersten auftrifft.
  • Mit der vorliegenden Erfindung sollen daher die Nachteile von keramischen Panzerungen nach dem Stand der Technik vermieden werden und keramische Körper zur Anordnung in Verbundpanzerplatten geschaffen werden, die gegen panzerbrechende, schnelle kleinkalibrige Schusswaffengeschosse wirken, die jedoch dennoch leicht sind und daher in eine Verbundplatte integriert werden können, deren Gewicht weniger als 45 kg/m2 beträgt, was ungefähr 9 lbs/ft2 entspricht, wenn Einsatz für den Personenschutz und von leichten Fahrzeugen vorgesehen ist, und die ein größeres Gewicht haben kann, wenn sie an schwereren Fahrzeugen und/oder in Panzerungen gegen schwerere Munition eingesetzt wird.
  • Auf dem Gebiet des Panzerungsmaterials werden die Begriffe ”Oberflächenmasse” (surface mass) und ”Gewicht” (weight) häufig austauschbar verwendet, wie dies auch in der vorliegenden Patentbeschreibung getan wird.
  • Eine andere Möglichkeit, diese Große auszudrücken, besteht darin, sich auf ”ein Flächengewicht, das 450 Newton/m2” nicht übersteigt”, zu beziehen.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Panzerplatte zu schaffen, die sich besonders dafür eignet, eine Vielzahl von Geschossen aufzuhalten, die auf die gleiche allgemeine Fläche der Platte auftreffen.
  • Aus FR-A-2559254 ist eine Panzerplatte bekannt, die eine Schicht aus harten Körpern umfasst, so beispielsweise aus Stahl oder Wolframcarbid, die in ein weicheres Material eingebettet sind, wobei die Körper kugelförmig oder zylindrisch mit einer halbkugelförmigen Fläche an jedem Ende sind. Dieses Dokument bildet die Basis für den Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Des Weiteren sind Panzerverkleidungselemente aus DE-A-3940623 bekannt, die einen Körper umfassen, der zylindrisch sein und aus einem keramischen Material bestehen kann und eine teilkugelförmige konvexe Fläche an einem Ende aufweist.
  • Gemäss der vorliegenden Erfindung wird eine Verbundpanzerung gemäß Anspruch 1 angegeben.
  • Das US-Patent Nr. 4.665.794 offenbart den Einsatz von keramischen Teilchen mit Röhren- oder Kugelform bei einer Verbundpanzerung. Die US-Patente 4.179.979 ; 3.705.558 ; sowie 4.945.814 offenbaren den Einsatz keramischer Kugeln in einer Verbundpanzeranordnung. Keines der Patente lehrt jedoch die speziellen Formen der keramischen Körper, wie sie hier definiert sind oder schlägt diese vor, und die überraschend herausragenden Eigenschaften derselben, wie sie weiter unten in Vergleichsbeispiel A dargestellt sind.
  • Die keramischen Körper, die bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, haben vorzugsweise einen Al2O3-Gehalt von wenigstens 90 Gew.-% und einer relativen Dichte von wenigstens 3 2,5 g/cm3, die eine Härte von wenigstens 9 auf der Mohs'schen Härteskala haben.
  • Keramische Körper, die im Wesentlichen zylindrisch geformt sind und wenigstens eine konvex gekrümmte Abschlussfläche aufweisen, sind bekannt und werden von verschiedenen Unternehmen in Israel, Italien, Indien, Deutschland und den Vereinigten Staaten als Schleifmittel hergestellt. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass diese keramischen Körper hinsichtlich ihrer Eigenschaften für den Einsatz in einer Verbundpanzerplatte unterlegen sind, wie dies weiter unten im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben ist, und zwar dahingehend, dass diese Körper, die eine Höhe H von 7,5 mm und einen Durchmesser D von 12,8 mm aufweisen, splittern, wenn sie in eine Brechpresse gegeben werden, die zwischen 1,9 und 2,5 Tonnen Druck ausübt, während die keramischen Körper der vorliegenden Erfindung, die die gleiche Höhe und den gleichen Durchmesser aufweisen, jedoch einen kleineren Krümmungsradius als die keramischen Körper nach dem Stand der Technik haben, wie er hier definiert ist, überraschenderweise unter den gleichen Bedingungen bei einem Druck über 5 Tonnen splittern, und besonders bevorzugte Ausführungen der vorliegenden Erfindung splittern erst, wenn sie Drücken über 5 und sogar 7 Tonnen ausgesetzt werden.
  • Diese überraschend guten Eigenschaften der keramischen Körper, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, die sich auch in der Haltekraft gegenüber Hochgeschwindigkeitsgeschossen äußert, wird, wie im Folgenden erläutert, und dargestellt, erreicht, indem der Krümmungsradius der wenigstens einen konvex gekrümmten Abschlussfläche des Körpers verändert wird, wobei diese Veränderung dem Stand der Technik nach weder gelehrt noch vorgeschlagen wird, was weiter durch die Tatsache belegt wird, dass alle Hersteller derartiger Körper diese Körper bisher mit einem Krümmungsradius hergestellt haben, der sich erheblich von dem unterscheidet, der nunmehr ermittelt und in der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen wurde.
  • Obwohl die Körper der vorliegenden Erfindung und die nach dem Stand der Technik, die zu Vergleichszwecken dargestellt sind, sämtlich mit einer Höhe H von 7,5 mm ausgewählt wurden, um zu Vergleichszwecken Einheitlichkeit zu gewährleisten, versteht sich, dass die Körper der vorliegenden Erfindung mit unterschiedlichen Höhen, beispielsweise zwischen 6 mm und 20 mm hergestellt werden können, wobei dies von den Schutzanforderungen abhängt, die sie erfüllen sollen, und auch einen Teil der vorliegenden Erfindung bilden, so lange die Verhältnisse DIR, wie sie hier definiert sind, beibehalten werden.
  • Des gleichen können die Durchmesser der Körper der vorliegenden Erfindung, wie beispielsweise weiter unten unter Bezugnahme auf 8–11 dargestellt, verändert werden, so lange die Verhältnisse DIR, wie sie hier definiert sind, beibehalten werden.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung ist der keramische Körper mit zwei konvex gekrümmten Abschlussflächen versehen, wobei das Verhältnis DIR des Durchmessers D des zylindrischen Körpers zum Radius R der Krümmung jeder der konvex gekrümmten Abschlussflächen zwischen 0,85 und 1,28 liegt.
  • Die Platte weist, wie auf der Hand liegt, normalerweise im Wesentlichen parallele Flächen auf, und die konvex gekrümmten Flächen der Körper sind zu einer der Flächen hin gerichtet, wenn die Hauptachsen der Körper im Wesentlichen senkrecht zu einer angrenzenden Fläche der Platte sind, es ist jedoch vorgesehen, dass die Platten auch gekrümmt sein können, wobei in diesem Fall die Beschreibung nicht genau zutrifft.
  • Bei besonders bevorzugten Ausführungen der vorliegenden Erfindung weist die Platte eine Innen- und eine Außenfläche auf, wobei die Außenfläche der Aufschlagfläche zugewandt ist und die keramischen Körper in einer Vielzahl aneinandergrenzender Reihen angeordnet sind und die Zylinderachsen der Körper im Wesentlichen parallel zueinander und senkrecht zu den Flächen der Platte sind, wobei die konvex gekrümmte Abschlussflächen zur Außenfläche hin gerichtet sind, und die Verbundpanzerung umfasst des Weiteren eine innere Schicht an die Innenfläche der Platte angrenzend, wobei die innere Schicht aus einer Vielzahl aneinandergrenzender Schichten besteht und jede Schicht eine Vielzahl unidirektionaler koplanarer kugelsicherer Fasern umfasst, die in einer Polymermatrix eingebettet sind, und die Fasern aneinandergrenzender Schichten in einem Winkel zwischen 45° und 90° zueinander angeordnet sind.
  • Die Erfindung wird im Folgenden im Zusammenhang mit bestimmten bevorzugten Ausführungen unter Bezugnahme auf die folgenden veranschaulichenden Figuren dargestellt, so dass sie besser verständlich wird.
  • Unter besonderer Bezugnahme auf die Figuren im Einzelnen ist zu betonen, dass die dargestellten Details lediglich als Beispiel und zu Zwecken der veranschaulichenden Erläuterung der bevorzugten Ausführungen der vorliegenden Erfindung dienen und dargestellt werden, um die als am sinnvollsten und leicht zu verstehende angesehene Beschreibung der Prinzipien und konzeptionellen Aspekte der Erfindung zu ermöglichen. Dabei wird nicht versucht, strukturelle Einzelheiten der Erfindung detaillierter zu zeigen als dies für ein grundlegendes Verständnis der Erfindung erforderlich ist, wobei die Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen für den Fachmann deutlich macht, wie die verschiedenen Formen der Erfindung in die Praxis umgesetzt werden können.
  • In den Zeichnungen ist:
  • 1 eine Seitenansicht eines bevorzugten keramischen Körpers;
  • 3 eine Schnittansicht eines zweiten speziellen keramischen Körpers mit vorgegebenen Abmessungen;
  • 6 eine Teilperspektivansicht einer Platte, bei der keramische Körper eingesetzt werden;
  • 7 eine Perspektivansicht eines kleinen Abschnitts einer Platte, bei der ein vergießbares Material die Zwischenräume zwischen den Körpern ausfüllt;
  • 8 eine Schnittansicht eines weiteren speziellen keramischen Körpers mit vorgegebenen Abmessungen;
  • 9 eine Schnittansicht eines weiteren speziellen keramischen Körpers mit vorgegebenen Abmessungen;
  • 10 eine Schnittansicht eines weiteren speziellen keramischen Körpers mit vorgegebenen Abmessungen; und
  • 11 eine Schnittansicht eines weiteren speziellen keramischen Körpers mit vorgegebenen Abmessungen.
  • In 1 ist ein keramischer Körper 10 zur Anordnung in einer Verbundpanzerplatte zu sehen. Der Körper 10 ist im Wesentlichen zylindrisch geformt und weist eine konvex gekrümmte Abschlussfläche 12 auf. Der Radius der Krümmung der konvex gekrümmten Abschlussfläche 12 ist mit dem Buchstaben R gekennzeichnet. Der Durchmesser des zylindrischen Körpers ist mit dem Buchstaben D gekennzeichnet, und die Höhe des zylindrischen Körpers bis auf die Höhe der konvex gekrümmten Abschlussfläche ist mit dem Buchstaben H gekennzeichnet.
  • Was die Zusammensetzung der keramischen Körper angeht, die bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, so besteht der bevorzugte Typ aus Aluminiumoxid und hat einen Al2O3-Gehalt von wenigstens 90 Gew.-% und eine relative Dichte von wenigstens 2,5. Vorteilhafterweise beträgt der Al2O3-Gehalt wenigstens 90 Gew.-%, und die relative Dichte liegt bei 3 oder darüber. Die Härte beträgt wenigstens 9 auf der Mohs'schen Härteskala.
  • 3 zeigt einen keramischen Körper 18 zum Einsatz in einer Panzerung. Bei dieser Ausführung beträgt der Radius der Krümmung R der konvex gekrümmten Abschlussfläche 20 15 mm, und die Höhe H des zylindrischen Körpers bis auf die Höhe der konvex gekrümmten Abschlussfläche beträgt 7,5 mm. Das Verhältnis DIR des Durchmessers D des zylindrischen Körpers, der 12,8 mm beträgt, zum Radius der Krümmung R, der bei dieser Ausführung 15 mm beträgt, beträgt 12,8/15 = 0,85. Die Zusammensetzung des keramischen Materials ist die gleiche wie bei dem unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Körper.
  • Eine konvexe Krümmung an jedem Ende des Körpers führt zu einer weiteren Verbesserung der Splitterbeständigkeit beim Aufschlag und erweist sich als praktisch im Einsatz, da keine besondere Rücksicht auf die Ausrichtung des Körpers beim anschließenden Einbau in eine Panzerplatte genommen werden muss.
  • In 6 ist eine Verbundpanzerung zum Absorbieren und Ableiten kinetischer Energie von Hochgeschwindigkeitsgeschossen, normalerweise Gewehrkugeln sowie Granatsplittern, zu sehen.
  • Eine Platte 30 ist mit einer Schicht aus einer Vielzahl hochdichter keramischer Körper 32 versehen. Diese sind im Wesentlichen zylindrisch geformt und weisen wenigstens eine konvex gekrümmte Abschlussfläche 34 auf. Die Hauptachse AA jedes Pellets ist im Wesentlichen senkrecht zur Achse seiner entsprechenden gekrümmten Abschlussfläche 34. Die Körper 32 sind in einer Vielzahl aneinandergrenzender Reihen und Spalten angeordnet. Die Hauptachsen AA der Körper 32 sind im Wesentlichen parallel zueinander und senkrecht zu der Plattenfläche 38.
  • Bei der vorliegenden Ausführung werden die Körper 32 zwischen einer äußeren Lage 40 aus Stahl und einer inneren Schicht 42 gehalten, die vorzugsweise aus hochfesten kugelsicheren Fasern besteht, so beispielsweise aus mehreren Schichten aus Kevlar®, Dyneema®, Goldshield®, einem Material, das unter dem Handelsnamen Famaston bekannt ist, Glasfaser, usw., wobei die Stahllagen vorhanden sein können, wenn die Körper der vorliegenden Erfindung in ein gepanzertes Fahrzeug integriert werden, obwohl es sich herausgestellt hat, dass die äußere Lage aus Stahl nicht erforderlich ist, um die Schutzwirkung bei Platten zu erzielen, die die Körper der vorliegenden Erfindung beinhalten.
  • Es ist anzumerken, dass bevorzugte Ausführungen der vorliegenden Erfindung wenigstens eine innere Schicht enthalten, die vorzugsweise kugelsichere Fasern, wie beispielsweise aus Glas, Polyolefinen, Polyvinylalkohol, Polyaramiden und Flüssigkristallpolymeren enthalten. Vorzugsweise haben die Fasern einen Modul von mehr als 150 g/Denier und eine Zugfestigkeit von mehr als 7 g/Denier.
  • 7 zeigt eine weitere Verbundpanzerung zum Absorbieren und Ableiten kinetischer Energie von Hochgeschwindigkeitsgeschossen. Eine Platte 44 ist mit einer einzelnen inneren Schicht aus einer Vielzahl hochdichter keramischer Körper 32 versehen. Die Körper werden von einem verfestigten Material 48 verbunden und in Plattenform gehalten. Bei diesem Material handelt es sich vorzugsweise um ein Epoxydharz, das dort zum Einsatz kommt, wo das Gewicht den Hauptaspekt darstellt, so beispielsweise beim Einsatz zum Schutz von Personen und Flugzeugen. Für Boote und Landfahrzeuge gewährleistet ein Aluminiumlegierungsmaterial besseren Schutz, führt jedoch zu einer Zunahme des Gewichts. Die Körper 32, die bereits unter Bezugnahme auf 6 beschrieben wurden, sind in einer Vielzahl aneinandergrenzender Reihen und Spalten angeordnet. Die Hauptachsen AA der Körper 32 sind im Wesentlichen parallel zueinander und senkrecht zu der Plattenfläche 50.
  • In 8–11 sind verschiedene keramische Körper mit unterschiedlichen bevorzugten Abmessungen zu sehen. So beträgt in 8 und 9 der Durchmesser D der zylindrischen Körper 19, während der Durchmesser in 10 und 11 25,4 bzw. 32 beträgt. Bei diesen Körpern beträgt der Krümmungsradius R jeder der konvex gekrümmten Abschlussflächen 20 mm, 16,54 mm, 20 mm und 25 mm, so dass das Verhältnis DIR des Durchmessers D des zylindrischen Körpers zu dem Krümmungsradius R jeweils 0,95:1, 1,148:1, 1,27:1 bzw. 1,28:1 beträgt. Die Zusammensetzung des keramischen Materials ist die gleiche wie bei dem unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Körper.
  • VERGLEICHSBEISPIEL A
  • Eine Vielzahl keramischer Körper mit im Wesentlichen zylindrischer Form und wenigstens einer konvex gekrümmten Abschlussfläche wurde von Wheelabrator-Allevard (Italien), Jyoti Ceramic Industries Pvt., Ltd. (Indien), Spherotech GmbH (Deutschland) sowie Union Process (USA) bezogen, wobei jeder der keramischen Körper eine Höhe H von 7,5 mm, einen Durchmesser D von 12,8 mm und eines Krümmungsradius R von 33 mm, 28 mm, 34 mm bzw. 31 mm hatte, und sie wurden mit verschiedenen keramischen Körpern verglichen, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden und einen Krümmungsradius von 15 mm bzw. 10 mm hatten.
  • Diese keramischen Körper wurden aus keramischem Al2O3-Pulver hergestellt, das auf eine Größe von ungefähr 180–200 Mikrometer gemahlen wurde. Das gemahlene Pulver wird nach dem Reinigen mit einer Hydraulikpresse, die einen Druck von wenigstens 50 Tonnen ausübt, in einer geeigneten Form gepresst, um die gewünschten Körper herzustellen. Die hergestellten Körper werden dann über wenigstens 10 und vorzugsweise wenigstens 48 Stunden in einen Ofen mit einer Temperatur von wenigstens 700°C gegeben.
  • Jeder der keramischen Körper wurde in eine hydraulische Presse des Typs M 50/1 gelegt, die von Taamal Mizra, Kibbutz Mizra (Israel) hergestellt wird und einen Kolben C-57-G enthielt und 50 Tonnen Druck ausüben konnte. Der Splitterpunkt jedes Körpers wurde wie folgt gemessen:
    keramischer Körper aus Italien 2,1 Tonnen
    keramischer Körper aus Indien 3,3 Tonnen
    keramischer Körper aus Deutschland 1,9 Tonnen
    keramischer Körper aus den USA 2,5 Tonnen
    Körper der vorliegenden Erfindung mit R = 15 mm: 6 Tonnen
    Körper der vorliegenden Erfindung mit R = 10 mm: 7,3 Tonnen
  • Platten, die aus keramischen Körpern der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden, wurden Schussversuchen unterzogen und wiesen erstaunlich herausragende Eigenschaften auf.
  • Tabelle 1 ist eine Wiedergabe eines Versuchsberichtes, der sich auf Kugelsicherheitsversuche bezieht, die an einer Platte, wie sie in 6 dargestellt ist, ausgeführt wurden und die eine Anordnung von Körpern mit den in 9 dargestellten Abmessungen enthielt, die durch Epoxydharz verbunden waren, und die keine Stahllage 40 aufwies.
  • Die Platte in 6 war mit einer inneren Schicht mit einer Dicke von 17 mm aus Dyneema® versehen, sowie mit einer weiteren 6,35 mm dicken Trägerschicht aus Aluminium.
  • Bei der im ersten Versuch verwendeten Munition handelte es sich, wie in Tabelle 1 dargestellt, um ein 20-mm-Hochgeschwindigkeits-Splitter-STM-Geschoss, während bei den anderen Tests auf die gleiche Platte gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Abmessung von 24,5 × 24,5 mm mit panzerbrechenden 14,5 mm Geschossen B-32 geschossen wurde, und zwar mit zunehmend höheren Werten der Durchschnittsgeschwindigkeit. Es ist zu sehen, dass erst bei einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von 3,328 ft/s das achte panzerbrechende Geschoss B-32 in die Platte eindrang, die bereits siebenmal getroffen worden war, während der Standard bei lediglich vier Schüssen pro Platte der gleichen Größe bei niedrigeren Geschwindigkeiten liegt. TABELLE 1
    Figure 00110001
  • Für den Fachmann liegt auf der Hand, dass die Erfindung nicht auf die Einzelheiten der oben stehenden veranschaulichenden Ausführungen beschränkt ist. Die vorliegenden Ausführungen sind daher in jeder Hinsicht als veranschaulichend und nicht als einschränkend zu betrachten, wobei der Schutzumfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und nicht durch die untenstehende Beschreibung angegeben wird, und alle Veränderungen, die innerhalb der Bedeutung und des Äquivalenzbereiches der Ansprüche liegen, sind daher als darin eingeschlossen zu betrachten.

Claims (5)

  1. Verbundpanzerung zum Absorbieren und Ableiten kinetischer Energie von Hochgeschwindigkeitsgeschossen, die eine Platte (30) umfasst, die mit einer Schicht aus einer Vielzahl hochdichter keramischer Körper (10, 18, 32) versehen ist, wobei jeder dieser Körper (10, 18, 32) eine im wesentlichen zylindrische Form mit wenigstens einer konvex gekrümmten Abschlussfläche (12, 20, 34) hat, wobei für jeden Körper (10, 18, 32) das Verhältnis DIR zwischen dem Durchmesser D des zylindrischen Körpers und dem Krümmungsradius R der wenigstens einen konvex gekrümmten Abschlussfläche (12, 20, 34) des Körpers zwischen 0,85 und 1,28 liegt und die Körper (12, 18, 32) in einer Vielzahl aneinander grenzender Reihen und Spalten angeordnet sind, wobei die Hauptachsen (A) der Körper (10, 18, 32) im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet und im wesentlichen senkrecht zu einer angrenzenden Fläche (38) der Platte sind und die keramischen Körper (10, 18, 32) einen Al2O3-Gehalt von wenigstens 85 Gew.-% und ein spezifisches Gewicht von wenigstens 2,5 g/cm3 haben.
  2. Verbundpanzerung nach Anspruch 1, bei der die Platte (44) im wesentlichen aus einer einzigen inneren Schicht einer Vielzahl hochdichter keramischer Körper (32) besteht und die Körper von einem verfestigten Material (48) direkt verbunden und in Plattenform gehalten sind.
  3. Verbundpanzerung nach Anspruch 1, bei der die Platte (30) eine Innen- und eine Außenfläche hat, wobei die Außenfläche (38) der Einschlagseite zugewandt ist und die keramischen Körper (32) in einer Vielzahl aneinander grenzender Reihen angeordnet sind, wobei die Zylinderachsen (AA) der Körper im wesentlichen parallel zueinander und senkrecht zu den Oberflächen der Platte sind und die konvex gekrümmten Abschlussflächen (34) der Außenfläche (38) zugewandt sind.
  4. Verbundpanzerung nach Anspruch 3, weiterhin enthaltend eine innere Schicht (42), die an die Innenfläche der Platte grenzt, wobei die innere Schicht aus einer Vielzahl aneinander grenzender Schichten ausgebildet ist und jede Schicht eine Vielzahl unidirektionaler koplanarer kugelsicherer Fasern umfasst, die in einer Polymermatrix eingebettet sind, und die Fasern aneinander grenzender Schichten in einem Winkel zwischen 45° und 90° zueinander angeordnet sind.
  5. Verbundpanzerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der jeder keramische Körper eine Härte von wenigstens 9 auf der Mohs'schen Härteskala hat.
DE69703699T 1996-10-09 1997-10-07 Keramischer körper für verbundpanzerplatte Expired - Lifetime DE69703699T3 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IL11938696A IL119386A (en) 1996-10-09 1996-10-09 Composite armor
IL11938696 1996-10-09
EP97944026A EP0929788B2 (de) 1996-10-09 1997-10-07 Keramischer körper für verbundpanzerplatte
PCT/GB1997/002743 WO1998015796A1 (en) 1996-10-09 1997-10-07 Ceramic bodies for use in composite armor

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE69703699D1 DE69703699D1 (de) 2001-01-18
DE69703699T2 DE69703699T2 (de) 2001-08-09
DE69703699T3 true DE69703699T3 (de) 2011-12-15

Family

ID=11069358

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69703699T Expired - Lifetime DE69703699T3 (de) 1996-10-09 1997-10-07 Keramischer körper für verbundpanzerplatte

Country Status (13)

Country Link
US (1) US5972819A (de)
EP (1) EP0929788B2 (de)
KR (1) KR100529534B1 (de)
CN (1) CN1068111C (de)
AT (1) ATE198102T1 (de)
AU (1) AU719951B2 (de)
CA (1) CA2264623C (de)
DE (1) DE69703699T3 (de)
HK (1) HK1022348A1 (de)
IL (1) IL119386A (de)
NZ (1) NZ334417A (de)
TR (1) TR199900698T2 (de)
WO (1) WO1998015796A1 (de)

Families Citing this family (64)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL124543A (en) † 1998-05-19 2001-08-26 Cohen Michael Composite armor panel
US6203908B1 (en) * 1996-08-26 2001-03-20 Michael Cohen Composite armor
IL124085A (en) * 1998-04-14 2001-06-14 Cohen Michael Complex armor board
IL128441A0 (en) 1999-02-09 2001-01-28 Israel State Ballistic armor panel
IL134642A0 (en) 2000-02-21 2001-05-20 Israel State Ballistic armor panel
IL138897A0 (en) * 2000-10-05 2004-08-31 Cohen Michael Composite armor panel
FR2827375B1 (fr) 2001-07-12 2004-01-16 France Etat Blindage composite multicouches
US7543523B2 (en) 2001-10-01 2009-06-09 Lockheed Martin Corporation Antiballistic armor
IL149591A (en) * 2002-05-12 2009-09-22 Moshe Ravid Ballistic armor
US6860186B2 (en) * 2002-09-19 2005-03-01 Michael Cohen Ceramic bodies and ballistic armor incorporating the same
US7363045B2 (en) * 2003-01-03 2008-04-22 Vtech Telecommunications Limited Systems and methods for exchanging data and audio between cellular telephones and landline telephones
US7198860B2 (en) * 2003-04-25 2007-04-03 Siemens Power Generation, Inc. Ceramic tile insulation for gas turbine component
US7871716B2 (en) * 2003-04-25 2011-01-18 Siemens Energy, Inc. Damage tolerant gas turbine component
US7311790B2 (en) 2003-04-25 2007-12-25 Siemens Power Generation, Inc. Hybrid structure using ceramic tiles and method of manufacture
IL157584A (en) * 2003-08-26 2008-07-08 Cohen Michael Composite armor plate
IL158320A0 (en) 2003-10-09 2004-08-31 Cohen Michael A composite armor plate and ceramic bodies for use therein
IL158045A (en) * 2003-09-22 2010-04-15 Cohen Michael Modular armored vehicle system including a combat vehicle chassis with openings and armored plates for covering the same
IL158237A (en) 2003-10-02 2013-03-24 Cohen Michael Ceramic bodies for armor panel
US7513186B2 (en) * 2004-03-11 2009-04-07 Plasan-Kibbutz Sasa Ballistic armor
US7770506B2 (en) 2004-06-11 2010-08-10 Bae Systems Tactical Vehicle Systems Lp Armored cab for vehicles
US8281700B2 (en) * 2004-09-08 2012-10-09 Michael Cohen Composite armor plate and ceramic bodies for use therein
WO2006087699A2 (en) * 2005-02-21 2006-08-24 Arie Israeli Armor assembly
DE102005013660A1 (de) * 2005-03-24 2006-09-28 Krauss-Maffei Wegmann Gmbh & Co. Kg Verbundpanzerplatte zum Schutz von Fahrzeugen oder Gebäuden vor panzerbrechenden Geschossen mit hoher kinetischer Energie
EP1707913B1 (de) 2005-04-03 2008-07-16 Michael Cohen Keramisches Panzerelement für Panzerung
US7383762B2 (en) * 2005-04-03 2008-06-10 Michael Cohen Ceramic pellets and composite armor panel containing the same
US7402541B2 (en) * 2005-04-06 2008-07-22 Michael Cohen Silicon nitride compositions
IL169230A (en) * 2005-06-16 2012-03-29 Plasan Sasa Agricultural Cooperative Soc Ltd Ballistic armor
US7523693B1 (en) 2005-09-27 2009-04-28 Molding Technologies Composite laminated armor structure
US7500422B2 (en) * 2005-12-16 2009-03-10 Robert Mazur Modular functional star-disc system
US7866248B2 (en) 2006-01-23 2011-01-11 Intellectual Property Holdings, Llc Encapsulated ceramic composite armor
US7546796B2 (en) * 2006-02-03 2009-06-16 Lockheed Martin Corporation Armor and method of making same
WO2008083457A1 (en) * 2007-01-11 2008-07-17 Dew Engineering And Development Limited Pellets for use in composite armor panels
IL182511A (en) * 2007-04-12 2014-07-31 Yoav Hirschberg Semi-finished protective layer, method of manufacture and a protective panel produced from it
US8087339B2 (en) * 2007-07-24 2012-01-03 Foster-Miller, Inc. Armor system
EP2023072A1 (de) 2007-08-09 2009-02-11 ETEC Gesellschaft für technische Keramik mbH Pellet-Satz für Panzerschutz
US8141471B2 (en) * 2007-09-28 2012-03-27 Alcatel Lucent Initial strike-face layer for armor, a method of constructing an armor plate and armor
CN101815920A (zh) * 2007-09-28 2010-08-25 通用动力陆地系统公司 用于改进的轻质装甲防护的装置、方法及系统
EP2071272A3 (de) * 2007-12-11 2012-11-21 Michael Cohen Verbundstoffpanzerplatte und Verwendungsverfahren dafür
IL190360A0 (en) 2008-03-20 2009-09-22 Moshe Ravid Ballistic armor
IL195090A0 (en) * 2008-11-04 2009-09-22 Gigi Simovich A method and a device for pre-stressed armor
IL195978A0 (en) 2008-12-16 2009-11-18 Gigi Simovich Dynamically stressed armor
US8069770B1 (en) 2009-04-24 2011-12-06 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Modular spaced armor assembly
US8375841B2 (en) 2009-06-17 2013-02-19 Industrie Bitossi, S.p.A. Armor tile
US9322621B2 (en) * 2009-10-27 2016-04-26 Edan Administration Services (Ireland) Limited Armor system
US8402876B2 (en) 2009-10-27 2013-03-26 Edan Administration Services (Ireland) Limited Ballistic lightweight ceramic armor with cross-pellets
US9835416B1 (en) * 2010-04-12 2017-12-05 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Multi-ply heterogeneous armor with viscoelastic layers
KR101195474B1 (ko) 2010-07-23 2012-10-30 주식회사 청하 복합 장갑
US8438963B2 (en) 2010-09-07 2013-05-14 Michael Cohen High density ceramic bodies and composite armor comprising the same
CN102179277A (zh) * 2011-03-25 2011-09-14 南通高欣金属陶瓷复合材料有限公司 中速磨煤机陶瓷复合衬板
EP2589483B1 (de) * 2011-11-02 2014-07-09 AIRBUS HELICOPTERS DEUTSCHLAND GmbH Schock- und stossfester mehrschichtiger Verbundköper und dessen Herstellungsverfahren
CN103206897A (zh) * 2012-01-11 2013-07-17 陈照峰 一种复合结构防弹材料及其制备方法
GB201213560D0 (en) 2012-07-27 2012-09-12 Np Aerospace Ltd Armour
RU2516905C2 (ru) * 2012-08-06 2014-05-20 Общество с ограниченной ответственностью "АЛОКС" Броневой элемент
CA2885309A1 (en) 2012-09-23 2014-03-27 Edan Administration Services (Ireland) Limited Armor system
CN103822542B (zh) * 2012-11-16 2015-10-28 雷秉强 一种防护构件
WO2014200592A2 (en) * 2013-03-14 2014-12-18 Phoenix Armor, Llc Polymer and block copolymer, ceramic composite armor system
US8986810B2 (en) 2013-03-15 2015-03-24 Honeywell International Inc Trauma reduction without ballistic performance reduction
CN104132589A (zh) * 2014-08-08 2014-11-05 太仓派欧技术咨询服务有限公司 一种被动式抗弹陶瓷单元
CN104132588B (zh) * 2014-08-08 2017-02-01 太仓派欧技术咨询服务有限公司 一种两段组合式抗弹陶瓷单元
CN104266548A (zh) * 2014-08-08 2015-01-07 太仓派欧技术咨询服务有限公司 一种起伏型被动防弹装甲材料
CN104154821A (zh) * 2014-08-08 2014-11-19 太仓派欧技术咨询服务有限公司 一种主动式陶瓷抗弹柱
CN104154820A (zh) * 2014-08-18 2014-11-19 太仓派欧技术咨询服务有限公司 一种新型结构式陶瓷单元
CN109269350A (zh) * 2017-07-17 2019-01-25 中国人民解放军海军工程大学 陶瓷体填充弹性夹芯复合防护结构
DE102018133084A1 (de) 2018-12-20 2020-06-25 QSIL Ceramics GmbH Beschusshemmender Verbund aus Keramikelementen

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3705558A (en) 1963-04-24 1972-12-12 Gen Motors Corp Armor
US4179979A (en) 1967-05-10 1979-12-25 Goodyear Aerospace Corporation Ballistic armor system
US4090005A (en) 1974-11-29 1978-05-16 Morgan James L Protective armor with panels movable with respect to each other
FR2419498A1 (fr) 1978-03-08 1979-10-05 Merlin Gerin Blindage composite coule
US4665794A (en) 1982-03-12 1987-05-19 Georg Fischer Aktiengesellschaft Armor and a method of manufacturing it
US4529640A (en) 1983-04-08 1985-07-16 Goodyear Aerospace Corporation Spaced armor
FR2559254A1 (fr) * 1984-02-02 1985-08-09 Picard Blindage resistant au percage et son procede de fabrication
DE3507216A1 (de) * 1985-03-01 1986-09-04 Rheinmetall GmbH, 4000 Düsseldorf Verbundplatte
NL8600449A (nl) 1986-02-22 1987-09-16 Delft Tech Hogeschool Pantserplaat-komposiet met keramische opvanglaag.
US4868040A (en) 1988-10-20 1989-09-19 Canadian Patents & Development Limited Antiballistic composite armor
DE3940623A1 (de) * 1989-12-08 1991-06-13 Sst Sicherheits Und Systemtech Panzerungselement fuer eine ballistische panzerplattenanordnung
AU3041095A (en) * 1994-09-02 1996-03-14 A.F.H. Investment Ltd. Structure useful to improve the antiballistic capacity of ballistic packets and the resistance to impact in installations and vehicles in general

Also Published As

Publication number Publication date
DE69703699D1 (de) 2001-01-18
EP0929788B2 (de) 2011-07-27
US5972819A (en) 1999-10-26
EP0929788B1 (de) 2000-12-13
CA2264623A1 (en) 1998-04-16
IL119386A (en) 2000-09-28
EP0929788A1 (de) 1999-07-21
KR100529534B1 (ko) 2005-11-22
AU4567197A (en) 1998-05-05
CN1068111C (zh) 2001-07-04
NZ334417A (en) 2000-10-27
WO1998015796A1 (en) 1998-04-16
DE69703699T2 (de) 2001-08-09
TR199900698T2 (xx) 1999-06-21
ATE198102T1 (de) 2000-12-15
IL119386A0 (en) 1998-02-08
HK1022348A1 (en) 2000-08-04
CA2264623C (en) 2004-09-14
KR20000048746A (ko) 2000-07-25
CN1231723A (zh) 1999-10-13
AU719951B2 (en) 2000-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69703699T3 (de) Keramischer körper für verbundpanzerplatte
DE60117706T2 (de) Mehrschichtenschutzpanzerung
DE60221849T2 (de) Keramische Panzerungssysteme mit frontseitiger Splitterfangschicht und Dämpfungsschicht
DE19643757B4 (de) Bausatz für eine Aufpanzerung
DE60223477T2 (de) Antiballistische Panzerung und Herstellungsmethode dafür
EP1705453B1 (de) Verbundpanzerplatte zum Schutz von Fahrzeugen oder Gebäuden vor panzerbrechenden Geschossen mit hoher kinetischer Energie
EP1949017A1 (de) Verbundpanzerungselement und wirkkörperelement zur einbringung in ein verbundpanzerungselement
DE1213305B (de) Panzerplatte, insbesondere zum Schutz gegen Panzergranaten und gegen Hohlladungen
EP1941229A1 (de) Verbundpanzerplatte
DE69835580T2 (de) Verbundpanzerplatte
EP2715272B1 (de) Ballistikschutz
EP0994084B1 (de) Schutzpanzerung
EP3055639B1 (de) Schutzelement mit entkopplungsschicht
DE2853154A1 (de) Schussfeste panzerung fuer fahrzeugwandungen und schutzwesten
DE102007050660A1 (de) Flächiges Verbundpanzerungselement
DE19653218C1 (de) Durchschußhemmendes und schlagresistentes Schichtmaterial
EP0265550A1 (de) Mehrschichtiges schusssicheres Gebilde
DE19856597B4 (de) Schutzpanzerung
DE102011078681A1 (de) Flächiges Panzerungselement
DE19832255A1 (de) Leichtpanzerungselement
EP0933612A2 (de) Panzerung
DE10313231B4 (de) Hochfeste Flächengebilde für endballistischen Schutz und Verschleißschutz
DE3013698C2 (de)
DE102010054568B4 (de) Schutzeinrichtung gegen Geschosse
DE102017104956A1 (de) Geschosshemmende Schutzeinrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
8332 No legal effect for de
8370 Indication related to discontinuation of the patent is to be deleted
8363 Opposition against the patent
R102 Epo decision maintaining patent in amended form now final

Ref document number: 929788

Country of ref document: EP

R102 Epo decision maintaining patent in amended form now final

Ref document number: 929788

Country of ref document: EP

Effective date: 20110727