EP3497395A1 - Schutzplattenanordnung und verfahren zur reparatur einer solchen schutzplattenanordnung - Google Patents

Schutzplattenanordnung und verfahren zur reparatur einer solchen schutzplattenanordnung

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EP3497395A1
EP3497395A1 EP17751282.9A EP17751282A EP3497395A1 EP 3497395 A1 EP3497395 A1 EP 3497395A1 EP 17751282 A EP17751282 A EP 17751282A EP 3497395 A1 EP3497395 A1 EP 3497395A1
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EP
European Patent Office
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plate
protective plate
arrangement according
protective
panel
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EP17751282.9A
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English (en)
French (fr)
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EP3497395B1 (de
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Johann Pfaff
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Solidian GmbH
Original Assignee
Solidian GmbH
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Publication date
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Publication of EP3497395B1 publication Critical patent/EP3497395B1/de
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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
    • F41H5/0414—Layered armour containing ceramic material
    • F41H5/0428—Ceramic layers in combination with additional layers made of fibres, fabrics or plastics
    • 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
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249923—Including interlaminar mechanical fastener

Definitions

  • the invention relates to a Schutzplattenanord ⁇ tion for protection against bombardment and / or explosions and a method for repairing such a protective plate assembly after damage by an impact, for example by explosion splinters or a projectile.
  • WO 2009/111302 A2 describes a system with a cement-based protective plate.
  • the protective plate has a cement core. Fiber- reinforced mats are glued on opposite sides of this cement core.
  • the three-layer protection plate can be arranged on a metal frame. It is also possible to arrange on both sides of the frame corresponding three ⁇ layered protective plates.
  • CN 201952936 U describes a Schutzplattenano ⁇ tion, which has two reinforced steel cement plates, the connected by bolts. Between the cement boards mineral wool is arranged. On the one hand ⁇ ment plate outside a fiberboard with aramid or Kar ⁇ bonmaschinen is arranged. The protective wall can be placed on a stand.
  • US 2009/0282968 Al describes a protective plate ⁇ arrangement with multiple aramid fiber reinforced plates, which are embedded in a multi-layered structure between several front plates and multiple back plates.
  • the plate assembly is held together by a circumferential frame.
  • a multi-layer protection plate assembly is disclosed in US 2016/0102471 Al.
  • Each layer is in turn a multilayer structure and may be metal alloys, metal ⁇ compositions, polymers, stone materials, fibrous materials and combinations thereof.
  • the layers are held together by a frame arranged on the edge.
  • the protective plate assembly has at least one alkali-resistant fiber layer embedded in an inorganic matrix.
  • the reinforcing plate formed thereby is arranged on a supporting structure, for example a wall. It may be regarded as an object of the present invention to provide a protective plate assembly, which is a high security against explosions or bombardment and at the same time has a small thickness and a ge ⁇ ringer square meter weight.
  • the protective plate assembly should be suitable as a wall element of a building or facing shell for attachment to facades.
  • the protective plate assembly comprises at least three and preferably exactly three textile-reinforced concrete slabs: an outer plate, an inner plate and an intermediate plate which is arranged between the outer plate and the inner plate. At least one textile layer is embedded in the concrete matrix of each concrete slab. Each textile layer is preferably formed by a lattice-like layer of fiber bundles or filament bundles, wherein the bundles of the fabric extend in either a first direction or a second direction.
  • the concrete matrix may comprise, for example, cement and an aggregate and optionally concrete additives or concrete admixtures.
  • the Be ⁇ tonplatten are preferably aligned parallel to a plane of the plate, which is spanned by an x-direction and a y-direction of a Cartesian coordinate system.
  • the protective plate assembly also includes at least one fiberboard. If a plurality of fiber plates before ⁇ hands, they are arranged parallel to the plate plane next ⁇ each other, so that a normal vector of a fiber plate does not pass through the other fiber boards.
  • the at least one fiberboard is disposed between the outer panel and the intermediate panel.
  • the fiberboard points in a plastic matrix embedded plastic fiber bundles on.
  • the plastic fibers or plastic filaments may for example be made of aramid and / or glass and / or carbon.
  • an epoxy resin can be used as the plastic matrix.
  • the inner plate is arranged at a distance from the intermediate ⁇ plate. Between the inner plate and the interim ⁇ rule plate an intermediate space is formed.
  • the intermediate space may be filled with a gaseous and / or solid filling material.
  • air may be present in the space and / or a solid insulation material such as polystyrene, mineral wool, natural fibers, etc.
  • the plates of the protective plate assembly are interconnected via connecting elements and therefore form a coherent arrangement or a composite.
  • the connecting elements have a first end and an opposite the ers ⁇ th end of the second end.
  • the two ends of a connecting element are embedded in different textile-reinforced concrete slabs and fastened or integrated there in a form-fitting and / or cohesive manner.
  • a connecting element may, for example, connect the outer plate and the intermediate plate.
  • a connecting element can also connect the intermediate plate with the inner plate. It is also possible that a connecting element extends from the first end in the outer plate through the intermediate plate to the second end in the inner plate and thus al ⁇ le three textile-reinforced concrete slabs together.
  • the inner plate for Bil ⁇ tion of the gap at a distance to the intermediate plate ge ⁇ keep.
  • a side facing away from the fiber plate side of the Au ⁇ ,platte forms the outside of the protective plate assembly.
  • the side facing away from the intermediate plate of the inner plate forms the inside of the protective plate assembly.
  • a striking element such as a projectile or an explosion splinter or the like hits the outside, the striking element is first deformed. Depending on the energy of the impacting element, it can penetrate the outer panel and then impinge on the fiberboard. There, the remaining energy of the deformed wrapping element is converted into stretching and stretching of the fibers.
  • the part of the fiber plate in Rich ⁇ tung can deform to the intermediate plate. This deformation can cause on the fiberboard Titange ⁇ translated side of the intermediate plate portions of the concrete material flake off and are hurled to the inner plate.
  • the ⁇ se chipped parts can traverse the gap and then optionally meet on the inner plate.
  • the energy of these chipped concrete parts of the intermediate plate is sufficiently low, so that they may still cause klei ⁇ nere damage to the gap facing side of the inner plate, but flake on the inside of the protective plate assembly no further concrete parts.
  • the ductility of the three textile-reinforced concrete slabs in conjunction with the fiberboard prevents chipping of the concrete material on the inside. Persons or facilities located behind the inside are effectively protected from explosions or fire.
  • a Verbundsys ⁇ tem statically considered as a single element ⁇ who can, resulting in static Simplify calculations on buildings.
  • the textile-reinforced concrete slabs have a high ductility, which provides protection against impacting Elements greatly improved in cooperation with the at least one fiberboard.
  • the protective plate assembly can be made with respect to other known protective plate systems with a significantly smaller thickness or significantly lower weight.
  • the protective plate assembly may have in one embodiment, only the three textile-reinforced concrete slabs and the fiberboard.
  • a solid filler material is disposed intermediate ⁇ space instead of air, which is used especially in continuous, plate-ger form, this can simplify the manufacture of the guard plate assembly, and particularly the casting of the individual textile reinforced concrete slabs.
  • the fiberboard can be connected before the setting of the concrete with the outer plate and / or the intermediate plate.
  • the outer plate and the interim rule ⁇ plate may also have a uniform concrete matrix ⁇ .
  • the at least one fiberboard is not through the at least one connecting element ⁇ sets and / or the connecting elements are not involved in the plastic matrix of the fiberboard.
  • a connecting element which is embedded with a first end in the concrete matrix of the outer plate, preferably extends se at least one fiber plate by and / or interim ⁇ rule two or more adjacent fiber boards therethrough. If a plurality of fiberboard are arranged side by side between the outer plate and the intermediate plate , the distance of the fiberboard is kept as low as possible in order not to form a weak point. It is also possible for a fibreboard to have a cutout for an assigned connecting element , wherein the cutout can also be arranged in the edge side.
  • a connecting element which is embedded with a first end in the concrete of the outer plate does not penetrate the outside of the protective plate assembly.
  • the outside or the inside can be formed continuously from a uniform material surface.
  • the at least one connecting element in a preferred embodiment has a connecting web connecting the first end of the connecting element to the second end of the connecting element.
  • a respective crosspiece may be present.
  • Can plates to connect all three textile reinforced concrete, the connecting web constantly pass through the intermediate plate full ⁇ .
  • the connecting web In order to forward the energy acting on the outside over the connecting web only partially to the intermediate plate and / or the inner plate, the connecting web at least in a portion and a tilt ⁇ angle inclined relative to a cross-sectional plane durau ⁇ fen, wherein the cross-sectional plane at right angles plate plane or to the outer plate or to the intermediate plate or to ⁇ nenplatte is aligned.
  • connection ⁇ web of the outer plate in the intermediate plate or the in ⁇ nenplatte reduced parallel to the cross-sectional plane ⁇ is also possible to provide a plurality of sections of the connecting web with different Nei ⁇ conditions or inclination angles. This allows the direct introduction of a force on the connection ⁇ web of the outer plate in the intermediate plate or the in ⁇ nenplatte reduced parallel to the cross-sectional plane ⁇ .
  • connecting web schisse ⁇ cher or with a smaller thickness than the remaining components of the connecting element and insbeson ⁇ wider than the transverse web, which at the first end and / or at the two ⁇ ten end of the connecting element may be present.
  • the connecting element may be formed by a maschinever ⁇ reinforced composite material.
  • the number or density of the fibers or fiber bundles may be smaller in the connecting web in at least one transverse web or in other components of the connecting element.
  • the one group contains at least one first dacasele ⁇ ment and the other group includes at least a second connecting element.
  • the at least one first connection element is in the plate plane, ie in the x-direction
  • the at least one first connection ⁇ element connect the outer plate with the intermediate plate.
  • the at least one second connecting member can connect the interim ⁇ rule plate to the inner plate.
  • Continuous connecting elements which extend from the outer plate through the intermediate plate to the inner plate, are preferably not present in this embodiment.
  • Each of the concrete slabs has at least one Tex ⁇ tillage.
  • the number of textile layers in the intermediate plate is preferably greater than in the outer plate and / or in the inner plate.
  • the intermediate plate may comprise at least three fabric layers aufwei ⁇ sen.
  • the outer panel and / or the inner panel may each have exactly one textile layer in one embodiment. If a concrete slab has more than one textile layer, these are preferably arranged at a distance from one another in a z-direction at right angles to the slab plane. The z-direction corresponds to the spatial direction into which the normal vector of the concrete slab in question points.
  • a textile layer is formed before ⁇ preferably by a grid-like scrims of fiber bundles.
  • the one fiber bundle extend at a distance from one another in the x direction and the other fiber bundles extend, for example, at a distance from one another in the y direction.
  • the fibers or filaments of each fiber bundle are stretched as possible.
  • the crossed fiber bundles can be connected to one another before being embedded in the concrete matrix, for example by a connecting thread or the like.
  • the invention also relates to a method for repairing a turning hole of the above beflexe ⁇ nen protective plate assembly. The following steps are carried out:
  • a portion of the turning hole extending in the intermediate plate is filled up with a resin or pressed out with resin.
  • a replacement piece for the fiberboard is inserted into the turning hole on the existing fiberboard.
  • the damaged by the inserted ⁇ troubled element region of the fiber board is covered by the replacement part.
  • the area of the knock-in hole which extends in the outer panel is filled up with a filler.
  • FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view through an embodiment of a protective plate assembly
  • FIG. 2 shows a schematic cross-sectional representation through a further exemplary embodiment of a protective plate arrangement
  • FIG. 3 a shows a schematic cross-sectional illustration through an embodiment of a fiberboard of the protective plate arrangement
  • FIG. 3b shows a schematic illustration of the fibers or fiber bundles of a fiber plate of the protective plate.
  • Figure 4 is a schematic perspective Prin ⁇ zipdarwolf of the structure of an exemplary connection member of the protective plate assembly
  • Figure 5 is a schematic representation of a Fa ⁇ serbündelgeleges for incorporation in a concrete matrix a concrete slab of the guard plate assembly as textile reinforcement
  • Figure 6 is a schematic plan view of the Au ⁇ .seite a protective plate assembly
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of another embodiment of a Schutzplattenano ⁇ tion
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of another embodiment of a Schutzplattenano ⁇ tion
  • FIGS. 9-11 show different embodiments of connecting elements for use in the protective plate arrangement
  • Figures 12-14 are each a schematic cross-sectional view through ⁇ an embodiment of a guard plate assembly with individual steps for repairing a weft hole.
  • the invention broadens a protective plate assembly 20 for protection against bombardment and / or explosions.
  • the protective plate arrangement 20 has three textile-reinforced concrete plates 21: an outer plate 22, an inner plate 23 and an intermediate plate 24. sentlichen aligned parallel to each other.
  • Each concrete panel 21 extends parallel to a plate plane which is spanned by an x direction and a y-direction of a Cartesian coordinate system ⁇ card.
  • the intermediate plate 24 is disposed between the outer plate 22 and the inner plate 23.
  • the three textile reinforced concrete slabs 21 are not directly adjacent to each other, but are in the z-direction in each case with distance angeord ⁇ net.
  • the thickness of the intermediate plate 24 is in the Auspen ⁇ approximately example greater than the thickness of the outer plate 22 and / or the inner plate 23.
  • the thickness of the intermediate plate 24 is at least twice as large as that of the outer plate 22 and / or the inner plate 23rd
  • a side facing away from the intermediate plate 24 side of the outer plate 22 forms an outer side 25 of the protective ⁇ plate assembly 20.
  • the inner plate 23 has a side facing away from the intermediate plate 24 side, which forms an inner side 26 of the protective plate assembly 20. Behind the inside 26 are to be protected persons or facilities. Striking elements, such as splinters, projectiles or the same ⁇ meet on the outside 25 of the protective plate assembly 20.
  • Each textile reinforced concrete slab 21 has Wenig ⁇ least a textile layer 30, which is embedded in a concrete matrix 31st If a textile-reinforced concrete slab 21 has more than one textile layer 30, the individual textile layers are arranged in the z-direction at a distance from one another. The individual textile layers 30 preferably do not touch each other. With increasing thickness of a concrete slab 21 in the z direction, the number of textile layers 30 is increased and preferably increases in proportion to the thickness.
  • the outer plate 22 and inner plate 23 each have a ⁇ a textile layer Zige 30th
  • the number of textile layers 30 of the intermediate plate 24 is greater than the number of textile layers of the outer panel 22 and / or the inner panel 23.
  • at least three textile layers 30 are embedded in the intermediate panel 24 in the concrete matrix 31.
  • the concrete matrix 31 consists of a binder, such as cement and an aggregate.
  • a binder such as cement and an aggregate.
  • gravel and / or sand can be used as aggregate used ⁇ to.
  • the concrete matrix may contain concrete admixtures or concrete admixtures.
  • the structure of a textile layer 30 is illustrated schematically.
  • the textile layer 30 is formed by lattice-shaped fiber bundles 32.
  • a ers ⁇ th group 33 of fiber bundles 32 extending in a direction, for example in the x-direction, while a second group 34 extends from the fiber bundles 32 in a different direction, for example in the y-direction.
  • the two groups 33, 34 are placed one on top of the other and thereby form a grid-shaped clutch.
  • the fiber bundles 32 extend in a substantially straight line.
  • substantially rectangular and / or square meshes are formed in the contexture. Notwithstanding this, the mesh could also be designed rough ⁇ tenförmig. It is also possible, at least one further group of fiber bundles 32 reimbursezu somn ⁇ gene so that the nest of three or more superimposed groups of fiber bundles 32 is comprised.
  • the fiber bundles 32 of a common group 33, 34 extend each substantially parallel to each other. At the crossing points, the intersecting fiber bundles are connected to one another by connecting means, for example by connecting threads or the like.
  • the flexible scrim which is flexible prior to incorporation into the concrete matrix 31, can thereby be handled and the positioning of the individual fiber bundles 32 is retained.
  • the fibers of the fiber bundles 32 of the textile layer 30 are, for example, filaments made of glass, carbon or other suitable for textile concrete filaments into consideration.
  • the textile-reinforced concrete slabs 21 Compared with reinforced concrete, the textile-reinforced concrete slabs 21 have greater ductility and a low weight. Due to this ductility, breaking by impacting elements of the outer panel 22 in comparison with reinforced concrete takes place only with larger forces or loads.
  • the three textile-reinforced concrete slabs 21 are connected to one another via connecting elements 40.
  • all Verbin ⁇ -making elements are constructed 40 are identical.
  • Each connection ⁇ element 40 has a first end 41 and an opposite second end of the ⁇ 42.
  • At both ends 41, 42 is in each case a transverse web 43 is present.
  • the transverse webs 43 have a Clearre- is discovered in the x-direction and in y-direction and 40 may be gebil ⁇ det by plate-shaped portions of the connecting element.
  • the two transverse webs 43 are connected to one another via a connecting web 44, which extends from the first end 41 to the second end 42.
  • a transverse web 43 can extend from the connecting web 44 in the x-direction only to one side or both sides away.
  • Characterized connecting elements 40 may, for example, viewed in cross section U-shaped, J-shaped, C-shaped, T-shaped or double-T-shaped gebil be ⁇ det.
  • the connecting elements 40 pass neither the outside 25, nor the inside 26 of the Schutzplattenano ⁇ ringing 20th
  • the structure of an exemplary kausele ⁇ element 40 is illustrated schematically in Figure 4.
  • the connecting element 40 is formed from fiber bundles 45 embedded in a plastic matrix.
  • the fiber bundles 45 are each illustrated by a line in FIG. Analogous to the lattice-like layer of a textile layer 30, the fiber bundles 45 each form at least two groups which are superimposed in different directions to form the lattice structure.
  • Such lattice-like arranged fiber bundles 45 are embedded in a plastic matrix and brought into the desired shape.
  • a plurality of mesh parts 46 can be shaped and connected to one another by means of the plastic matrix, as illustrated schematically in FIG. According to FIG. 4, the two lattice parts 46 have mutually parallel sections, which are applied to one another and connected via the plastic matrix.
  • the fiber bundles 45 of the connecting element 40 may be formed, for example, by glass fibers.
  • the fiber bundles 45 are embedded in a matrix of Epo ⁇ xidharz or impregnated in an epoxy resin.
  • the epoxy also serves as connection means for the material-locking connection ⁇ a plurality of grid parts 46th
  • a connecting element 40 is formed from a single mesh member 46.
  • the at least one fiber plate 50 is arranged between the outer plate 22 and the bacteriaplat ⁇ te 24 between the outer plate 22 and the bacteriat ⁇ te 24.
  • the at least one fibreboard 50 rests with one side against the outer plate 22 and with the opposite side against the intermediate plate 24, or is connected to the outer plate 22 and / or the intermediate plate 24.
  • the at least one fiber plate 50 by contact with the concrete matrix 31 of the outer plate 22 and / or the intermediate plate 24 and the subsequent off ⁇ cure the concrete matrix 31 are connected to the respective concrete slab 21st
  • a plurality of fiber plates 50 are not placed in a common plane next to each other and in the z direction to each other angeord ⁇ net.
  • the at least one fiber plate 50 is not enforced by the connecting elements 40 in the exemplary embodiment.
  • the connecting elements 40 extend past the at least one fiber plate 50.
  • a corre sponding ⁇ recess for passing through the respective Ver provide connection element 40.
  • Another possibility is to provide at the edge of a fiberboard 50 a savings ⁇ savings for the connecting web 44, so that immediately adjacent fiber plates 50 can abut directly at the points where no connecting web 44 and no connecting element 40 is present.
  • the fasteners 40 do not extend in the x-direction and y-direction over the entire dimension of the guard plate assembly 20 adjacent to the connection ⁇ elements 40 - viewed in the y direction - Therefore, two juxtaposed fiber plates 50 abut each other. In the region of the connecting web 44, a corresponding recess may be present in one or in both adjacent fiber plates 50. Depending on the number of connecting bodies 40 used and their position, the number of fiberboard plates 50 present may vary. In FIG. 6, three fiber plates arranged side by side in the x-direction are illustrated, between which each extends through a connecting element 40 or a connecting web 44.
  • the at least one fiber board 50 has MITEI ⁇ Nander connected and, in particular weaving technology interconnected plastic fiber bundles 51, which are made of glass fibers or aramid fibers.
  • the Webtechnische Bin ⁇ tion is arbitrary.
  • FIG. 3b illustrates a fabric 52 which, according to the invention, has a plain weave.
  • the fabric 52 of plastic fiber bundles 51 is embedded in a plastic matrix 53 of the fiberboard 50
  • plastic matrix 53 preferably used an epoxy resin.
  • a gap 57 is formed between the intermediate plate 24 and the réelleplat ⁇ te 23 .
  • the inner plate 23 is arranged at a distance from the intermediate plate 24 ⁇ .
  • This gap 57 is penetrated by at least part of the existing connecting elements 40. Otherwise can ⁇ at the space 57 with air ( Figure 2) and / or a solid and preferably plate-like or mat- tenförmigen filling material 58 filled (eg, Figure 1).
  • the filler material 58 is elastically and / or plastically deformable, and especially more easily by a multiple ver ⁇ malleable than all the other plates 21, 50 of the Schutzplattena ⁇ UTHORISATION 20.
  • the filler for example, there are the üb ⁇ SHORT- insulating materials used into consideration.
  • a filling material 58 for example, Styrofoam plates, Na ⁇ ture and / or synthetic fiber mats, mineral wool mats, etc. can be used. Basically, it is alternatively possible to turn loose bulk material as filler material 58 to ver ⁇ .
  • Related plates or mats that form the filling ⁇ material 58 include, but are easier to handle in the production and therefore preferred.
  • the protective plate assembly 20 according to Figures 1 and 2 described so far acts as follows:
  • the impacting element Upon impact of a striking element on the outside 25, the impacting element is first deformed by the outer plate 22, whereby the kinetic energy is reduced.
  • the weft element may as ⁇ fully penetrate in the outer plate 22 and the Fibrous plate 50 hit.
  • the impacting element deforms the aramid or glass fibers, thereby reducing the kinetic energy by stretching and deforming the fibers of the plastic fiber bundles 51.
  • the fiberboard 50 is damaged and / or deformed in the region of the impact hole.
  • the impacting element can penetrate into the intermediate plate 24 ⁇ .
  • By this impact in the intermediate plate 24 can on the inner plate 23 facing sides of the intermediate plate 24 peel off concrete parts.
  • a sol ⁇ ches chipped concrete part can penetrate into the gap 57 or penetrate this and impinge on the inner plate 23.
  • the shape and redu ⁇ ed energy of such spalled concrete part can possibly occur on the damage 23 to the intermediate space 57-facing side of the inner panel.
  • the upward impact energy is not enough that 20 concrete parts are Wegge ⁇ spin on the inner ⁇ page 26 of the guard plate assembly that violate individual or entity and may damage.
  • a connecting element 40 connects all three textile-reinforced concrete slabs 21 to one another.
  • the connecting elements 40 are subdivided into a group of first connecting elements 40a and a group of second connecting elements 40b.
  • the first and second connecting elements 40a, 40b have at ⁇ game in accordance with a shape viewed in cross section U-shaped or bow-shaped.
  • the first end 41 of the first Verbin ⁇ dung elements 40a is embedded in the concrete matrix 31 of the outer panel 22 and the second end 42 of this first Verbin ⁇ dung elements 40a is embedded in the concrete matrix 30 of the intermediate plate 24th
  • the first end 41 of the second connecting elements 40 is in the concrete matrix 31 the intermediate plate 24 and the second end 42 embedded in the concrete ⁇ matrix 31 of the inner plate 23.
  • the first connecting elements 40a connect the outer plate 22 with the intermediate plate 24 and the second connecting elements 40b, the intermediate plate 24 with the inner plate 23.
  • the two ⁇ th connecting elements 40b are arranged offset in the x-direction and / or y-direction relative to the first connecting elements 40a , Characterized the connecting webs 44 of the first connecting elements 40a are not aligned with the Verbin 40b ⁇ -making webs 44 of the second fasteners.
  • a force applied to the outside 25 of force or pressure wave is characterized the connecting webs not routed via the connecting elements 40a, 40b and the special ⁇ 44 to the inner plate ⁇ 23rd.
  • first and second connecting elements 40a, 40b in Figure 7 may also correspond to the connecting elements 40 according to Figures 1 and 2.
  • Other embodiments of the first and second connecting elements 40a, 40b are possible, as explained above.
  • the structure of the protective plate assembly 20 according to Figure 7 otherwise corresponds to the structure of the above relieve ⁇ th embodiments.
  • FIG. 1 Protective plate assembly 20 with modified connecting elements 40 is illustrated in FIG. Apart from the connecting elements 40, this spursbei ⁇ game corresponds to the embodiment of Figure 1 or 2.
  • the difference of the embodiment of Figure 8 with respect to Figures 1 and 2 is that the connecting webs 44 of the connecting elements 40 relative to the cross-sectional plane E, which is aligned at right angles to the x-direction and thus the plates 21, 50 of the protective plate assembly 20 passes through at right angles, obliquely or inclined.
  • a Nei ⁇ supply angle to the cross-sectional plane E is greater than 0 degrees and less than 90 degrees and in particular less than 80 degrees or less than 70 degrees.
  • the tilt angle ⁇ is preferably at least 10 degrees or 15 degrees or 25 degrees.
  • a force Fz acting on the first end 41 along the cross-sectional plane E or in the z-direction in the region of the connecting web 44 is thereby transmitted only partially along the connecting web 44 to the inner plate 23.
  • a magnitude smaller longitudinal force Fs and additionally ei ⁇ ne lateral force Fq acts at right angles to the connecting web 44.
  • the vector decomposition of the forces is schematically illustrated in Figure 9.
  • the larger the inclination angle is selected the smaller the amount of the longitudinal force Fs.
  • the amount of lateral force Fq is less re ⁇ Levant, since these transverse force Fq does not lead to spalling on the inside 26 of the guard plate assembly twentieth
  • the ge ⁇ entire connecting web 44 extends in a correspondingly inclined plane from the first end 41 to the second end 42. It is alternatively possible, only a portion of the connecting web 44 at an inclination angle relative to the cross-sectional plane E inclined to train. A further possibility is to provide a plurality of differently inclined portions of the connecting web 44, as illustrated schematically in FIG ⁇ cal. 11 There is a ers ⁇ ter portion 44a of the connecting rod 44 under a ⁇ ers th inclination angle l and a second portion 44b of the connecting rod 44 at a second inclination angle 2 inclined to the cross-sectional plane E.
  • the two Ab ⁇ sections 44 a, 44 b form a kink 62. It could also more than two sections accordion-shaped or
  • first inclination angle l and the second inclination angle 2 may be the same or different.
  • Figure 10 and 11 show an alternative or white ⁇ direct way to reduce the second end 42 of maximum transferable from the first end 41 of power by the Sta ⁇ stability of the connecting web is reduced 44th
  • the weakening of the connecting web 44 may additionally or alternatively by reducing the density of the fiber bundles 45 or fibers within the fiber bundle 45 reaches the remaining parts of the connecting element 40 who ⁇ the.
  • the projectile 66 has 67 individual filaments of the fiber bundle art ⁇ stretched from the fiber plate 50 and 51 moved into the intermediate plate 24 in an area of the weft hole 65th In the direction of impact, a part 68 has flaked off on the side of the intermediate plate 24 facing the intermediate space 57 and has filled the filler material 58 in the intermediate direction. 57 deformed.
  • For repair proceed as follows:
  • the area of the knock-in hole 65 located in the intermediate plate 24 is filled up with a resin 69 by press-fitting the resin 69.
  • a suitably cut replacement piece 70 for the Fa ⁇ serplatte 50 is used.
  • the replacement piece 70 has plastic fibers embedded in a plastic matrix and preferably has the same construction as the plastic plate 50.
  • the replacement piece 70 can be removed by cutting a suitable piece from a replacement fiberboard and applied to that part of the fiberboard 50 which is inside the turning hole 65 is arranged.
  • the resin 69 or other connection means can be used to combine this ⁇ He set piece 70 to the fiberboard 50th This re ⁇ paratur suitse are schematic 13 illustrates ⁇ in FIG.
  • Fills 65 in the outer plate 22 with a filler 71 be ⁇ and substantially flush with the outer surface 25 supplied ⁇ spackles ( Figure 14).
  • the invention relates to a Schutzplattenanord ⁇ tion 20 and a method for repairing a knockout 65 in the protective plate assembly 20.
  • the protective plate assembly 20 has three textile-reinforced concrete slabs 21, which are connected via connecting elements 40 to a unit with ⁇ each other.
  • the textile reinforced concrete slabs 21 form an outer panel 22, an inner panel 23 and an intermediate plate 24.
  • Between the intermediate plate 24 and the inner plate 23 is a gap 57 available.
  • the gap 57 may be filled with air and / or a solid filler material 58, which can be deformed plas ⁇ table and / or elastic. Additional plates or layers can be omitted.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schutzplattenanordnung (20) sowie ein Verfahren zur Reparatur eines Einschlagloches (65) in der Schutzplattenanordnung (20). Die Schutzplattenanordnung (20) weist drei textilbewehrte Betonplatten (21) auf, die über Verbindungselemente (40) zu einer Einheit miteinander verbunden sind. Die textilbewehrten Betonplatten (21) bilden eine Außenplatte (22), eine Innenplatte (23) und eine Zwischenplatte (24). Zwischen der Außenplatte (22) und der Zwischenplatte (24) ist wenigstens eine Faserplatte (50) mit in eine Kunststoffmatrix (53) eingebundenen Faserbündeln (51) aus Glas- und/oder Aramidfasern angeordnet. Zwischen der Zwischenplatte (24) und der Innenplatte (23) ist ein Zwischenraum (57) vorhanden. Der Zwischenraum (57) kann mit Luft und/oder einem festen Füllmaterial (58) gefüllt sein, das sich plastisch und/oder elastisch verformen lässt. Zusätzliche Platten oder Schichten können entfallen.

Description

Schutzplattenanordnung und Verfahren zur Reparatur einer solchen Schutzplattenanordnung
[0001] Die Erfindung betrifft eine Schutzplattenanord¬ nung zum Schutz gegen Beschuss und/oder Explosionen sowie ein Verfahren zur Reparatur einer solchen Schutzplattenanordnung nach einer Beschädigung durch einen Einschlag, beispielsweise durch Explosionssplitter oder ein Projektil.
[0002] Schutzplattenanordnungen, die beschusshemmend bzw. durchschusshemmend sind, existieren in vielfältigen Ausgestaltungen. So beschreibt zum Beispiel WO 2009/111302 A2 ein System mit einer zementbasierten Schutzplatte. Die Schutzplatte weist ein Zementkern auf. Auf diesen Zement¬ kern sind auf entgegengesetzten Seiten jeweils faserverstärkte Matten aufgeklebt. Die dreischichtige Schutzplatte kann an einem Metallrahmen angeordnet werden. Es ist auch möglich, auf beide Seiten des Rahmens entsprechende drei¬ schichtigen Schutzplatten anzuordnen.
[0003] Aus der Veröffentlichung von K. H. Kyung and C. Meyer, "Aramid Fiber Mesh as Reinforcement of Concrete Pan¬ els Subjected to High Strain Rates", Proc, Ist Int. Conf. On Textile Reinforced Concrete, Aachen, RILEM Publication S.A.R.L., Report PRO 50, Sept. 2006 ist eine Zementplatte mit Aramidfaserverstärkung bekannt. Benachbart zu dieser aramidfaserverstärkten Platte kann eine Verbundmaterial¬ platte aus Aramidfasern und Zement angeordnet werden.
[0004] CN 201952936 U beschreibt eine Schutzplattenano¬ rdnung, die zwei stahlbewehrte Zementplatten aufweist, die mittels Bolzen miteinander verbunden sind. Zwischen den Zementplatten ist Mineralwolle angeordnet. An der einen Ze¬ mentplatte ist außen eine Faserplatte mit Aramid- oder Kar¬ bonfasern angeordnet. Die Schutzwand kann über einen Ständer aufgestellt werden.
[0005] DE 20 2007 014 526 Ul beschreibt ein plattenför- miges Bauelement aus Beton und Betonzuschlagmaterial. In das Betonmaterial ist eine Bewehrungsmatte mit mehreren Ge¬ webelagen eingebettet. Benachbart zu dieser bewehrten Be¬ tonschicht ist eine weitere Schicht aus einem vergussfähi¬ gen, aushärtbaren oder abbindungsfähigen Material angebracht. Die beiden Schichten sind mechanisch miteinander verankert .
[0006] US 2009/0282968 AI beschreibt eine Schutzplatten¬ anordnung mit mehreren aramidfaserverstärkten Platten, die in einem vielschichtigen Aufbau zwischen mehreren Vorderplatten und mehreren Rückplatten eingebettet sind. Die Plattenanordnung ist über einen in Umfangsrichtung umlaufenden Rahmen zusammengehalten.
[0007] Eine Schutzplattenanordnung mit mehreren Lagen ist in US 2016/0102471 AI offenbart. Jede Lage ist wiederum mehrschichtig aufgebaut und kann Metalllegierungen, Metall¬ zusammensetzungen, Polymere, Steinmaterialien, Fasermaterialien und Kombinationen davon enthalten. Die Lagen werden durch einen am Rand angeordneten Rahmen zusammengehalten.
[0008] Eine weitere Schutzplattenanordnung ist aus US 2005/0139308 AI bekannt. Die Schutzplattenanordnung weist zumindest eine alkaliresistente Faserlage auf, die in einer anorganischen Matrix eingebettet ist. Die dadurch gebildete Verstärkungsplatte ist an einer Tragstruktur, beispielswei¬ se einer Wand, angeordnet. [0009] Es kann als Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen werden, eine Schutzplattenanordnung zu schaffen, die eine hohe Sicherung gegen Explosionen oder Beschuss darstellt und gleichzeitig eine geringe Dicke und ein ge¬ ringes Quadratmetergewicht aufweist. Insbesondere soll die Schutzplattenanordnung als Wandelement eines Bauwerks oder Vorsatzschale zum Anbringen an Fassaden geeignet sein.
[0010] Diese Aufgabe wird durch eine Schutzplattenanord¬ nung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
[0011] Die erfindungsgemäße Schutzplattenanordnung weist zumindest drei und vorzugsweise genau drei textilbewehrte Betonplatten auf: eine Außenplatte, eine Innenplatte und eine Zwischenplatte, die zwischen der Außenplatte und der Innenplatte angeordnet ist. In die Betonmatrix jeder Beton- platte ist wenigstens eine Textillage eingebettet. Jede Textillage ist vorzugsweise durch ein gitterförmiges Gelege aus Faserbündeln bzw. Filamentbündeln gebildet, wobei sich die Bündel des Geleges entweder in eine erste Richtung oder eine zweite Richtung erstrecken. Die Betonmatrix kann beispielsweise Zement und eine Gesteinskörnung und optional Betonzusatzstoffe bzw. Betonzusatzmittel aufweisen. Die Be¬ tonplatten sind vorzugsweise parallel zu einer Plattenebene ausgerichtet, die durch eine x-Richtung und eine y-Richtung eines kartesischen Koordinatensystems aufgespannt ist.
[0012] Die Schutzplattenanordnung enthält außerdem wenigstens eine Faserplatte. Wenn mehrere Faserplatten vor¬ handen sind, sind diese parallel zu der Plattenebene neben¬ einander angeordnet, so dass ein Normalenvektor einer Faserplatte die anderen Faserplatten nicht durchsetzt. Die wenigstens eine Faserplatte ist zwischen der Außenplatte und der Zwischenplatte angeordnet. Die Faserplatte weist in eine Kunststoffmatrix eingebettete Kunststofffaserbündel auf. Die Kunststofffasern oder Kunststofffilamente können beispielsweise aus Aramid und/oder Glas und/oder Karbon hergestellt sein. Als Kunststoffmatrix kann beispielsweise ein Epoxidharz verwendet werden.
[0013] Die Innenplatte ist mit Abstand zu der Zwischen¬ platte angeordnet. Zwischen der Innenplatte und der Zwi¬ schenplatte ist ein Zwischenraum gebildet. Der Zwischenraum kann mit einem gasförmigen und/oder festen Füllmaterial gefüllt sein. Beispielsweise kann in dem Zwischenraum Luft vorhanden sein und/oder ein festes Isolationsmaterial, wie beispielsweise Polysterol, Mineralwolle, Naturfasern, usw.
[0014] Die Platten der Schutzplattenanordnung sind über Verbindungselemente miteinander verbunden und bilden daher eine zusammenhängende Anordnung bzw. einen Verbund. Die Verbindungselemente haben ein erstes Ende und ein dem ers¬ ten Ende gegenüberliegendes zweites Ende. Die beiden Enden eines Verbindungselements sind in unterschiedliche textil- bewehrte Betonplatten eingebettet und dort formschlüssig und/oder Stoffschlüssig befestigt bzw. eingebunden. Ein Verbindungselement kann beispielsweise die Außenplatte und die Zwischenplatte verbinden. Ein Verbindungselement kann auch die Zwischenplatte mit der Innenplatte verbinden. Es ist auch möglich, dass ein Verbindungselement sich von dem ersten Ende in der Außenplatte durch die Zwischenplatte bis zum zweiten Ende in der Innenplatte erstreckt und somit al¬ le drei textilbewehrten Betonplatten miteinander verbindet. Über die Verbindungselemente kann die Innenplatte zur Bil¬ dung des Zwischenraums auf Abstand zur Zwischenplatte ge¬ halten werden.
[0015] Eine von der Faserplatte abgewandte Seite der Au¬ ßenplatte bildet die Außenseite der Schutzplattenanordnung. Die der Zwischenplatte abgewandte Seite der Innenplatte bildet die Innenseite der Schutzplattenanordnung. Trifft ein einschlagendes Element, wie etwa ein Projektil oder ein Explosionssplitter oder dergleichen auf die Außenseite auf, wird das einschlagende Elemente zunächst verformt. Je nach Energie des einschlagenden Elements kann es die Außenplatte durchschlagen und trifft dann auf die Faserplatte auf. Dort wird die verbleibende Energie des verformten einschlagenden Elements in eine Streckung und Dehnung der Fasern umgewandelt. Dabei kann sich die ein Teil der Faserplatte in Rich¬ tung zur Zwischenplatte hin verformen. Diese Verformung kann dazu führen, dass auf der der Faserplatte entgegenge¬ setzten Seite der Zwischenplatte Teile des Betonmaterials abplatzen und zur Innenplatte hin geschleudert werden. Die¬ se abgeplatzten Teile können den Zwischenraum durchqueren und treffen dann gegebenenfalls auf die Innenplatte auf. Die Energie dieser abgeplatzten Betonteile der Zwischenplatte ist ausreichend gering, so dass sie zwar noch klei¬ nere Schäden an der dem Zwischenraum zugewandten Seite der Innenplatte verursachen können, aber an der Innenseite der Schutzplattenanordnung keine weiteren Betonteile abplatzen. Die Duktilität der drei textilbewehrten Betonplatten in Verbindung mit der Faserplatte verhindert Abplatzungen des Betonmatreials an der Innenseite. Personen oder Einrichtungen, die sich hinter der Innenseite befindet, werden dadurch wirksam vor Explosionen oder Schüssen geschützt.
[0016] Dadurch, dass die textilbewehrten Betonplatten über die Verbindungselemente miteinander verbunden sind und die wenigstens eine Faserplatte zwischen der Außenplatte und der Innenplatte gehalten ist, entsteht ein Verbundsys¬ tem, das statisch als ein einziges Element betrachtet wer¬ den kann, wodurch sich statische Berechnungen an Gebäuden vereinfachen. Die textilbewehrten Betonplatten weisen eine hohe Duktilität auf, was den Schutz gegen einschlagende Elemente im Zusammenwirken mit der wenigstens einen Faserplatte stark verbessert. Die Schutzplattenanordnung kann gegenüber anderen bekannten Schutzplattensystemen mit einer deutlich geringeren Dicke bzw. deutlich geringerem Gewicht ausgeführt werden.
[0017] Die Schutzplattenanordnung kann bei einer Ausführungsform lediglich die drei textilbewehrten Betonplatten und die Faserplatte aufweisen.
[0018] Wenn bei einer Ausführungsvariante im Zwischen¬ raum anstelle von Luft ein festes Füllmaterial angeordnet wird, das insbesondere in zusammenhängender, plattenförmi- ger Form eingesetzt wird, lässt sich das Herstellen der Schutzplattenanordnung und insbesondere das Gießen der einzelnen textilbewehrten Betonplatten vereinfachen.
[0019] Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann die wenigstens eine Faserplatte mit einer Seite unmittelbar an der Außenplatte und/oder mit der jeweils anderen Seite un¬ mittelbar an der Zwischenplatte anliegen. Weitere Zwischenschichten zwischen der Außenplatte und der Zwischenplatte sind nicht notwendig. Die Faserplatte kann dabei vor dem Abbinden des Betons mit der Außenplatte und/oder der Zwischenplatte verbunden werden. Die Außenplatte und die Zwi¬ schenplatte können auch eine einheitliche Betonmatrix auf¬ weisen .
[0020] Vorzugsweise wird die wenigstens eine Faserplatte nicht durch das wenigstens eine Verbindungselement durch¬ setzt und/oder die Verbindungselemente sind nicht in die Kunststoffmatrix der Faserplatten eingebunden. Ein Verbindungselement, das mit einem ersten Ende in die Betonmatrix der Außenplatte eingebettet ist, erstreckt sich vorzugswei- se an der wenigstens einen Faserplatte vorbei und/oder zwi¬ schen zwei oder mehr benachbarten Faserplatten hindurch. Sind mehrere Faserplatten nebeneinander zwischen der Außenplatte und der Zwischenplatte angeordnet, so wird der Ab¬ stand der Faserplatten so gering wie möglich gehalten, um keine Schwachstelle zu bilden. Es ist auch möglich, dass eine Faserplatte eine Aussparung für ein zugeordnetes Ver¬ bindungselement aufweist, wobei die Aussparung auch in der Randseite angeordnet sein kann. Dann stoßen zwei unmittel¬ bar benachbarte Faserplatten lediglich im Bereich der Aussparung bzw. des Verbindungselementes nicht unmittelbar spaltfrei aneinander an. Dadurch, dass kein Verbindungsele¬ ment in die wenigstens eine Faserplatte eingebunden ist, können die Faserplatten vorgefertigt und zur Herstellung der Schutzplattenanordnung an die Baustelle transportiert werden .
[0021] Vorzugsweise durchsetzt ein Verbindungselement, das mit einem ersten Ende in den Beton der Außenplatte eingebettet ist, die Außenseite der Schutzplattenanordnung nicht. Alternativ oder zusätzlich durchsetzt ein Verbindungselement, das mit seinem zweiten Ende in den Beton der Innenplatte eingebettet ist, die Innenseite der Schutzplat¬ tenanordnung nicht. Dadurch kann die Außenseite bzw. die Innenseite ununterbrochen aus einer einheitlichen Materialfläche gebildet werden.
[0022] Das wenigstens eine Verbindungselement hat bei einer bevorzugten Ausführungsform einen Verbindungssteg, der das erste Ende des Verbindungselements mit dem zweiten Ende des Verbindungselements verbindet. An dem ersten Ende und/oder dem zweiten Ende kann jeweils ein Quersteg vorhanden sein. Zur Verbindung aller drei textilbewehrten Beton- platten kann der Verbindungssteg die Zwischenplatte voll¬ ständig durchsetzen. [0023] Um die auf die Außenseite einwirkende Energie über den Verbindungssteg nur teilweise zur Zwischenplatte und/oder zur Innenplatte weiterzuleiten, kann der Verbindungssteg zumindest in einem Abschnitt und einem Neigungs¬ winkel geneigt relativ zu einer Querschnittsebene verlau¬ fen, wobei die Querschnittsebene rechtwinklig Plattenebene bzw. zur Außenplatte bzw. zur Zwischenplatte bzw. zur In¬ nenplatte ausgerichtet ist. Es ist auch möglich, mehrere Abschnitte des Verbindungsstegs mit unterschiedlichen Nei¬ gungen bzw. Neigungswinkeln vorzusehen. Dadurch kann die unmittelbare Einleitung einer Kraft über den Verbindungs¬ steg von der Außenplatte in die Zwischenplatte oder die In¬ nenplatte parallel zu der Querschnittsebene vermindert wer¬ den .
[0024] Zusätzlich oder alternativ ist es bei einem Ausführungsbeispiel auch möglich, den Verbindungssteg schwä¬ cher bzw. mit einer geringeren Dicke auszuführen als die übrigen Bestandteile des Verbindungselements und insbeson¬ dere als den Quersteg, der am ersten Ende und/oder am zwei¬ ten Ende des Verbindungselements vorhanden sein kann.
[0025] Das Verbindungselement kann durch einen faserver¬ stärkten Verbundwerkstoff gebildet sein. Zur Schwächung des Verbindungsstegs kann in dem Verbindungssteg die Anzahl bzw. Dichte der Fasern bzw. Faserbündel geringer sein im wenigstens einen Quersteg oder in anderen Bestandteilen des Verbindungselements .
[0026] Bei einem Ausführungsbeispiel bilden die Verbin¬ dungselemente mehrere und beispielsweise zwei Gruppen. Die eine Gruppe enthält wenigstens ein erstes Verbindungsele¬ ment und die andere Gruppe enthält wenigstens ein zweites Verbindungselement. Das wenigstens eine erste Verbindungs- element ist in der Plattenebene, also in x-Richtung
und/oder y-Richtung, versetzt gegenüber dem wenigstens einen zweiten Verbindungselement angeordnet.
[0027] Dabei kann das wenigstens eine erste Verbindungs¬ element die Außenplatte mit der Zwischenplatte verbinden. Das wenigstens eine zweite Verbindungselement kann die Zwi¬ schenplatte mit der Innenplatte verbinden. Durchgängige Verbindungselemente, die sich von der Außenplatte durch die Zwischenplatte bis zur Innenplatte hin erstrecken, sind bei dieser Ausführungsform vorzugsweise nicht vorhanden.
[0028] Jede der Betonplatten weist wenigstens eine Tex¬ tillage auf. Die Anzahl der Textillagen in der Zwischenplatte ist vorzugsweise größer als in der Außenplatte und/oder in der Innenplatte. Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Zwischenplatte wenigstens drei Textillagen aufwei¬ sen. Die Außenplatte und/oder die Innenplatte können bei einem Ausführungsbeispiel jeweils genau eine Textillage aufweisen. Weist eine Betonplatte mehr als eine Textillage auf, sind diese vorzugsweise in einer z-Richtung rechtwinklig zur Plattenebene mit Abstand zueinander angeordnet. Die z-Richtung entspricht der Raumrichtung, in die der Normalenvektor der betreffenden Betonplatte weist.
[0029] Wie bereits erläutert, ist eine Textillage vor¬ zugsweise durch ein gitterförmiges Gelege aus Faserbündeln gebildet. Die einen Faserbündel erstrecken sich mit Abstand zueinander in x-Richtung und die anderen Faserbündel erstrecken sich beispielsweise mit Abstand zueinander in y- Richtung. Die Fasern bzw. Filamente jedes Faserbündels sind dabei möglichst gestreckt. An den Kreuzungsstellen können die gekreuzten Faserbündel vor dem Einbetten in die Betonmatrix miteinander verbunden sein, beispielsweise durch einen Verbindungsfaden oder dergleichen. [0030] Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Reparatur eines Einschlagloches der vorstehend beschriebe¬ nen Schutzplattenanordnung. Dabei werden folgende Schritte ausgeführt :
[0031] Zunächst wird ein Bereich des Einschlagloches, der sich in der Zwischenplatte erstreckt, mit einem Harz aufgefüllt bzw. mit Harz ausgepresst. Anschließend wird ein Ersatzstück für die Faserplatte in das Einschlagloch auf die vorhandene Faserplatte eingelegt. Der durch das einge¬ schlagene Element beschädigte Bereich der Faserplatte wird durch das Ersatzstück abgedeckt. Anschließend wird der Be¬ reich des Einschlagloches, der sich in der Außenplatte er¬ streckt, mit einer Spachtelmasse aufgefüllt.
[0032] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
[0033] Figur 1 eine schematische Querschnittsdarstellung durch ein Ausführungsbeispiel einer Schutzplattenanordnung,
[0034] Figur 2 eine schematische Querschnittsdarstellung durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schutzplatten¬ anordnung,
[0035] Figur 3a eine schematische Querschnittsdarstel¬ lung durch ein Ausführungsbeispiel einer Faserplatte der Schutzplattenanordnung,
[0036] Figur 3b eine schematische Veranschaulichung der Fasern bzw. Faserbündel einer Faserplatte der Schutzplat- tenanordnung,
[0037] Figur 4 eine schematische perspektivische Prin¬ zipdarstellung des Aufbaus eines beispielhaften Verbindungselements der Schutzplattenanordnung,
[0038] Figur 5 eine schematische Darstellung eines Fa¬ serbündelgeleges zur Einbindung in einer Betonmatrix einer Betonplatte der Schutzplattenanordnung als Textilbewehrung,
[0039] Figur 6 eine schematische Draufsicht auf die Au¬ ßenseite einer Schutzplattenanordnung,
[0040] Figur 7 eine schematische Querschnittsdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Schutzplattenano¬ rdnung,
[0041] Figur 8 eine schematische Querschnittsdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Schutzplattenano¬ rdnung,
[0042] Figuren 9-11 unterschiedliche Ausgestaltungen von Verbindungselementen zur Verwendung in der Schutzplattenanordnung,
[0043] Figuren 12-14 jeweils eine schematische Quer¬ schnittsdarstellung durch ein Ausführungsbeispiel einer Schutzplattenanordnung mit einzelnen Schritten zur Reparatur eines Einschlagloches .
[0044] Die Erfindung stellt eine Schutzplattenanordnung 20 zum Schutz gegen Beschuss und/oder Explosionen breit. Die Schutzplattenanordnung 20 weist drei textilbewehrte Be- tonplatten 21 auf: eine Außenplatte 22, eine Innenplatte 23 und eine Zwischenplatte 24. Die Betonplatten 21 sind im We- sentlichen parallel zueinander ausgerichtet. Jede Beton- platte 21 erstreckt sich parallel zu einer Plattenebene, die durch eine x-Richtung und eine y-Richtung eines karte¬ sischen Koordinatensystems aufgespannt ist. In einer z- Richtung des kartesischen Koordinatensystems betrachtet ist die Zwischenplatte 24 zwischen der Außenplatte 22 und der Innenplatte 23 angeordnet. Die drei textilbewehrten Beton- platten 21 liegen nicht unmittelbar aneinander an, sondern sind in z-Richtung jeweils mit Abstand zueinander angeord¬ net .
[0045] Die Dicke der Zwischenplatte 24 ist beim Ausfüh¬ rungsbeispiel größer als die Dicke der Außenplatte 22 und/oder der Innenplatte 23. Vorzugsweise ist die Dicke der Zwischenplatte 24 mindestens doppelt so groß wie die der Außenplatte 22 und/oder der Innenplatte 23.
[0046] Eine von der Zwischenplatte 24 abgewandte Seite der Außenplatte 22 bildet eine Außenseite 25 der Schutz¬ plattenanordnung 20. Die Innenplatte 23 hat eine von der Zwischenplatte 24 abgewandte Seite, die eine Innenseite 26 der Schutzplattenanordnung 20 bildet. Hinter der Innenseite 26 befinden sich zu schützende Personen oder Einrichtungen. Einschlagende Elemente, wie Splitter, Projektile oder der¬ gleichen treffen auf der Außenseite 25 der Schutzplattenanordnung 20 auf.
[0047] Jede textilbewehrte Betonplatte 21 weist wenigs¬ tens eine Textillage 30 auf, die in eine Betonmatrix 31 eingebettet ist. Wenn eine textilbewehrte Betonplatte 21 mehr als eine Textillage 30 aufweist, sind die einzelnen Textillagen in z-Richtung mit Abstand zueinander angeordnet. Die einzelnen Textillagen 30 berühren sich vorzugsweise nicht. Mit zunehmender Dicke einer Betonplatte 21 in z- Richtung wird die Anzahl der Textillagen 30 vergrößert und nimmt vorzugsweise proportional mit der Dicke zu. Bei dem hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen die Außenplatte 22 und die Innenplatte 23 jeweils eine ein¬ zige Textillage 30 auf. Die Anzahl der Textillagen 30 der Zwischenplatte 24 ist beispielsgemäß größer als die Anzahl der Textillagen der Außenplatte 22 und/oder der Innenplatte 23. Bei den hier veranschaulichten Ausführungsbeispielen sind wenigstens drei Textillagen 30 in der Zwischenplatte 24 in die Betonmatrix 31 eingebettet.
[0048] Die Betonmatrix 31 besteht aus einem Bindemittel, wie etwa Zement und einer Gesteinskörnung. Als Gesteinskörnung kann beispielsweise Kies und/oder Sand verwendet wer¬ den. Zusätzlich kann die Betonmatrix Betonzusatzstoffe oder Betonzusatzmittel enthalten.
[0049] In Figur 5 ist der Aufbau einer Textillage 30 schematisch veranschaulicht. Die Textillage 30 ist durch gitterförmig angeordnete Faserbündel 32 gebildet. Eine ers¬ te Gruppe 33 von Faserbündeln 32 erstreckt sich in eine Richtung, beispielsweise in x-Richtung, während sich eine zweite Gruppe 34 von Faserbündeln 32 in eine andere Richtung, beispielsweise in y-Richtung erstreckt. Die beiden Gruppen 33, 34 sind aufeinander gelegt und bilden dadurch ein gitterförmiges Gelege. Die Faserbündel 32 verlaufen im Wesentlichen geradlinig gestreckt.
[0050] Beim Ausführungsbeispiel sind im Wesentlichen rechteckförmige und/oder quadratische Maschen in dem Gelege gebildet. Abweichend hierzu könnten die Maschen auch rau¬ tenförmig ausgebildet sein. Es ist weiterhin möglich, wenigstens eine weitere Gruppe von Faserbündeln 32 hinzuzufü¬ gen, so dass das Gelege aus drei oder mehr übereinander angeordneten Gruppen von Faserbündeln 32 besteht. Die Faserbündel 32 einer gemeinsamen Gruppe 33, 34 erstrecken sich jeweils im Wesentlichen parallel zueinander. An den Kreuzungsstellen sind die sich kreuzenden Faserbündel durch Verbindungsmittel miteinander verbunden, beispielsweise durch Verbindungsfäden oder dergleichen. Das vor dem Einbinden in die Betonmatrix 31 flexible Gelege ist dadurch handhabbar und die Positionierung der einzelnen Faserbündel 32 bleibt erhalten.
[0051] Als Material für die Fasern der Faserbündel 32 der Textillage 30 kommen beispielsweise Filamente aus Glas, Karbon oder andere für Textilbeton geeignete Filamente in Betracht .
[0052] Verglichen mit Stahlbeton haben die textilbewehr- ten Betonplatten 21 eine größere Duktilität und ein geringes Gewicht. Aufgrund dieser Duktilität findet ein Brechen durch einschlagende Elemente der Außenplatte 22 im Ver¬ gleich zu Stahlbeton erst bei größeren Kräften oder Belastungen statt.
[0053] Die drei textilbewehrten Betonplatten 21 sind über Verbindungselemente 40 miteinander verbunden. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 sind sämtliche Verbin¬ dungselemente 40 identisch ausgeführt. Jedes Verbindungs¬ element 40 hat ein erstes Ende 41 und ein gegenüberliegen¬ des zweites Ende 42. An beiden Enden 41, 42 ist jeweils ein Quersteg 43 vorhanden. Die Querstege 43 haben eine Erstre- ckung in x-Richtung sowie in y-Richtung und können durch plattenförmige Abschnitte des Verbindungselements 40 gebil¬ det sein. Die beiden Querstege 43 sind über einen Verbindungssteg 44 miteinander verbunden, der sich vom ersten Ende 41 bis zum zweiten Ende 42 erstreckt. Bei dem in Figur 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel der Schutzplattenano¬ rdnung 20 verläuft der Verbindungssteg 44 parallel zu einer Querschnittsebene E, die durch die z-Richtung und die y- Richtung aufgespannt ist. Die beiden Querstege 43 erstre¬ cken sich rechtwinklig hierzu.
[0054] Ein Quersteg 43 kann sich ausgehend vom Verbindungssteg 44 in x-Richtung lediglich zu einer Seite oder zu beiden Seiten weg erstrecken. Dadurch können beispielsweise im Querschnitt gesehen U-förmige, J-förmige, C-förmige, T- förmige oder Doppel-T-förmige Verbindungselemente 40 gebil¬ det werden.
[0055] Die Verbindungselemente 40 durchsetzen weder die Außenseite 25, noch die Innenseite 26 der Schutzplattenano¬ rdnung 20.
[0056] Der Aufbau eines beispielhaften Verbindungsele¬ ments 40 ist in Figur 4 schematisch veranschaulicht. Das Verbindungselement 40 wird aus in eine Kunststoffmatrix eingebetteten Faserbündeln 45 gebildet. Die Faserbündel 45 sind in Figur 4 jeweils durch eine Linie veranschaulicht. Analog zum gitterförmigen Gelege einer Textillage 30 bilden die Faserbündel 45 jeweils wenigstens zwei Gruppen, die in unterschiedlichen Richtungen zur Bildung der Gitterstruktur übereinander gelegt sind. Derart gitterförmig angeordnete Faserbündel 45 werden in eine Kunststoffmatrix eingebettet und in die gewünschte Form gebracht. Dabei können mehrere Gitterteile 46 geformt und mittels der Kunststoffmatrix miteinander verbunden werden, so wie es schematisch in Figur 4 veranschaulicht ist. Gemäß Figur 4 haben die beiden Gitterteile 46 parallel zueinander angeordnete Abschnitte, die aneinander angelegt und über die Kunststoffmatrix verbunden werden. Beim Ausführungsbeispiel bilden diese Ab¬ schnitte den Verbindungssteg 44. Davon abgewinkelte Ab¬ schnitte jedes Gitterteils 46 bilden die Querstege 43 am ersten Ende 41 bzw. am zweiten Ende 42. Zur Erreichung der gewünschten Form des Verbindungselements 40 können die mit- einander verbundenen Gitterteile 46 abweichend zu Figur 4 auch andere Formen aufweisen.
[0057] Die Faserbündel 45 des Verbindungselements 40 können beispielsweise durch Glasfasern gebildet sein. Vorzugsweise werden die Faserbündel 45 in eine Matrix aus Epo¬ xidharz eingebunden bzw. in einem Epoxidharz getränkt. Das Epoxidharz dient auch als Verbindungsmittel zur stoff¬ schlüssigen Verbindung mehrere Gitterteile 46.
[0058] In Abwandlung zu dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, dass ein Verbindungselement 40 aus einem einzigen Gitterteil 46 gebildet ist.
[0059] Zwischen der Außenplatte 22 und der Zwischenplat¬ te 24 ist wenigstens eine Faserplatte 50 angeordnet. Die wenigstens eine Faserplatte 50 liegt beispielsgemäß mit der einen Seite an der Außenplatte 22 und mit der entgegenge¬ setzten Seite an der Zwischenplatte 24 an bzw. ist mit der Außenplatte 22 und/oder der Zwischenplatte 24 verbunden. Beispielsweise kann die wenigstens eine Faserplatte 50 durch Kontakt mit der Betonmatrix 31 der Außenplatte 22 und/oder der Zwischenplatte 24 und das anschließende Aus¬ härten der Betonmatrix 31 mit der jeweiligen Betonplatte 21 verbunden werden.
[0060] Sind mehrere Faserplatten 50 vorgesehen, erstre¬ cken diese sich in einer gemeinsamen Ebene nebeneinander und sind in z-Richtung nicht versetzt zueinander angeord¬ net. Die wenigstens eine Faserplatte 50 wird durch die Ver¬ bindungselemente 40 beim Ausführungsbeispiel nicht durch¬ setzt. Die Verbindungselemente 40 erstrecken sich an der wenigstens einen Faserplatte 50 vorbei. Alternativ hierzu ist es auch möglich, in einer Faserplatte 50 eine entspre¬ chende Aussparung zum Hindurchstecken des jeweiligen Ver- bindungselements 40 vorzusehen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, randseitig in eine Faserplatte 50 eine Aus¬ sparung für den Verbindungssteg 44 vorzusehen, so dass unmittelbar benachbarte Faserplatten 50 an den Stellen unmittelbar aneinander anliegen können, an denen kein Verbindungssteg 44 und kein Verbindungselement 40 vorhanden ist.
[0061] Wie es schematisch in Figur 6 zu erkennen ist, erstrecken sich die Verbindungselemente 40 in x-Richtung und in y-Richtung nicht über die gesamte Abmessung der Schutzplattenanordnung 20. Benachbart zu den Verbindungs¬ elementen 40 - in y-Richtung betrachtet - können daher zwei nebeneinander angeordnete Faserplatten 50 aneinander anliegen. Im Bereich des Verbindungsstegs 44 kann in einer oder in beiden benachbarten Faserplatten 50 eine entsprechende Aussparung vorhanden sein. Abhängig von der Anzahl der verwendeten Verbindungskörper 40 und deren Position kann die Anzahl der vorhandenen Faserplatten 50 variieren. In Figur 6 sind drei in x-Richtung nebeneinander angeordnete Faserplatten veranschaulicht, zwischen denen sich jeweils durch ein Verbindungselement 40 bzw. einen Verbindungssteg 44 hindurcherstreckt .
[0062] Die wenigstens eine Faserplatte 50 weist mitei¬ nander verbundene und insbesondere webtechnisch miteinander verbundene Kunststofffaserbündel 51 auf, die aus Glasfasern bzw. Aramidfasern hergestellt sind. Die webtechnische Bin¬ dung ist beliebig wählbar. In Figur 3b ist ein Gewebe 52 veranschaulicht, das beispielsgemäß eine Leinwandbindung aufweist. Das Gewebe 52 aus Kunststofffaserbündeln 51 ist in eine Kunststoffmatrix 53 der Faserplatte 50 eingebettet
(Figur 3a) . Wesentlich bei der Faserplatte 50 ist es, dass die Kunststofffasern bzw. Kunststofffaserbündel 51 sehr dicht aneinander anliegen und keine bzw. kleinstmögliche Zwischenräume verbleiben. Als Kunststoffmatrix 53 wird vor- zugsweise ein Epoxidharz verwendet. Über die Kunststoff- matrix 53 werden die Kunststofffaserbündel 51 und bei¬ spielsgemäß die Aramidfaserbündel oder Glasfaserbündel vor Zersetzung oder Beschädigung durch die alkalische Betonmatrix 31 der benachbarten Betonplatten 21 geschützt.
[0063] Zwischen der Zwischenplatte 24 und der Innenplat¬ te 23 ist ein Zwischenraum 57 gebildet. In z-Richtung ist die Innenplatte 23 mit Abstand zu der Zwischenplatte 24 an¬ geordnet. Dieser Zwischenraum 57 wird durch zumindest einen Teil der vorhandenen Verbindungselemente 40 durchsetzt. An¬ sonsten kann der Zwischenraum 57 mit Luft (Figur 2) und/oder einem festen und vorzugsweise platten- oder mat- tenförmigen Füllmaterial 58 gefüllt sein (z.B. Figur 1) . Das Füllmaterial 58 ist elastisch und/oder plastisch verformbar und insbesondere um ein Vielfaches leichter ver¬ formbar als alle anderen Platten 21, 50 der Schutzplattena¬ nordnung 20. Als Füllmaterial kommen beispielsweise die üb¬ licherweise verwendeten Dämmmaterialien in Betracht. Als Füllmaterial 58 können beispielsweise Styroporplatten, Na¬ tur- und/oder Kunstfasermatten, Mineralwollematten, usw. verwendet werden. Grundsätzlich ist es alternativ hierzu auch möglich, loses Schüttgut als Füllmaterial 58 zu ver¬ wenden. Zusammenhängende Platten oder Matten, die das Füll¬ material 58 bilden, sind bei der Herstellung jedoch leichter zu handhaben und deshalb bevorzugt.
[0064] Die insoweit beschriebene Schutzplattenanordnung 20 gemäß der Figuren 1 und 2 wirkt wie folgt:
[0065] Beim Aufprall eines einschlagenden Elements auf die Außenseite 25 wird das einschlagende Element zunächst durch die Außenplatte 22 deformiert, wodurch die kinetische Energie verringert wird. Das einschlagende Element kann da¬ bei die Außenplatte 22 vollständig durchdringen und auf die Faserplatte 50 auftreffen. Dort verformt das einschlagende Element die Aramid- oder Glasfasern, wodurch die kinetische Energie durch Dehnung und Verformung der Fasern der Kunststofffaserbündel 51 verringert wird. Die Faserplatte 50 wird im Bereich des Einschlagloches beschädigt und/oder verformt. Das einschlagende Element kann in die Zwischen¬ platte 24 eindringen. Durch diesen Einschlag in die Zwischenplatte 24 können auf der der Innenplatte 23 zugewandte Seiten der Zwischenplatte 24 Betonteile abplatzen. Ein sol¬ ches abgeplatztes Betonteil kann in den Zwischenraum 57 eindringen oder diesen durchdringen und auf die Innenplatte 23 auftreffen. Aufgrund der Größe, der Form und der redu¬ zierten Energie eines solchen abgeplatzten Betonteils, können möglicherweise noch Schäden auf der dem Zwischenraum 57 zugewandten Seite der Innenplatte 23 auftreten. Die Auf- schlagenergie reicht jedoch nicht aus, dass an der Innen¬ seite 26 der Schutzplattenanordnung 20 Betonteile wegge¬ schleudert werden, die Personen oder Einrichtungen verletzen bzw. beschädigen könnten.
[0066] Bei den Ausführungsbeispielen in den Figuren 1 und 2 verbindet ein Verbindungselement 40 alle drei textil- bewehrten Betonplatten 21 miteinander. In Abwandlung hierzu ist bei dem in Figur 7 veranschaulichten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die Verbindungselemente 40 in eine Gruppe von ersten Verbindungselementen 40a und eine Gruppe von zweiten Verbindungselementen 40b unterteilt sind. Die ersten und zweiten Verbindungselemente 40a, 40b haben bei¬ spielsgemäß eine im Querschnitt betrachtet U-förmige oder bügeiförmige Gestalt. Das erste Ende 41 der ersten Verbin¬ dungselemente 40a ist in die Betonmatrix 31 der Außenplatte 22 eingebettet und das zweite Ende 42 dieser ersten Verbin¬ dungselemente 40a ist in die Betonmatrix 30 der Zwischenplatte 24 eingebettet. Dem gegenüber ist das erste Ende 41 der zweiten Verbindungselemente 40 in die Betonmatrix 31 der Zwischenplatte 24 und das zweite Ende 42 in die Beton¬ matrix 31 der Innenplatte 23 eingebettet. Somit verbinden die ersten Verbindungselemente 40a die Außenplatte 22 mit der Zwischenplatte 24 und die zweiten Verbindungselemente 40b die Zwischenplatte 24 mit der Innenplatte 23. Die zwei¬ ten Verbindungselemente 40b sind in x-Richtung und/oder y- Richtung versetzt gegenüber den ersten Verbindungselementen 40a angeordnet. Dadurch fluchten die Verbindungsstege 44 der ersten Verbindungselemente 40a nicht mit den Verbin¬ dungsstegen 44 der zweiten Verbindungselemente 40b. Eine auf die Außenseite 25 einwirkende Kraft oder Druckwelle wird dadurch über die Verbindungselemente 40a, 40b und ins¬ besondere die Verbindungsstege 44 nicht bis in die Innen¬ platte 23 geleitet. Die Gefahr, dass an der Innenseite 26 Betonteile abplatzen und Personen oder Einrichtungen verletzen bzw. beschädigen könnten, ist dadurch weiter verringert .
[0067] Die Gestalt oder Form der ersten und zweiten Verbindungselemente 40a, 40b in Figur 7 kann auch den Verbindungselementen 40 gemäß Figur 1 und 2 entsprechen. Auch andere Ausgestaltungen der ersten und zweiten Verbindungselemente 40a, 40b sind möglich, wie es vorstehend erläutert wurde. Der Aufbau der Schutzplattenanordnung 20 gemäß Figur 7 entspricht im Übrigen dem Aufbau der vorstehend erläuter¬ ten Ausführungsbeispiele.
[0068] Eine weitere abgewandelte Ausgestaltung der
Schutzplattenanordnung 20 mit veränderten Verbindungselementen 40 ist in Figur 8 veranschaulicht. Abgesehen von den Verbindungselementen 40 entspricht dieses Ausführungsbei¬ spiel der Ausführungsform gemäß Figur 1 oder 2. Der Unterschied des Ausführungsbeispiels nach Figur 8 gegenüber den Figuren 1 und 2 besteht darin, dass die Verbindungsstege 44 der Verbindungselemente 40 gegenüber der Querschnittsebene E, die rechtwinklig zur x-Richtung ausgerichtet ist und somit die Platten 21, 50 der Schutzplattenanordnung 20 rechtwinklig durchsetzt, schräg oder geneigt verläuft. Ein Nei¬ gungswinkel gegenüber der Querschnittsebene E ist dabei größer als 0 Grad und kleiner als 90 Grad und insbesondere kleiner als 80 Grad oder kleiner als 70 Grad. Der Neigungs¬ winkel beträgt vorzugsweise mindestens 10 Grad oder 15 Grad oder 25 Grad. Eine entlang der Querschnittsebene E bzw. in z-Richtung im Bereich des Verbindungsstegs 44 auf das erste Ende 41 einwirkende Kraft Fz wird dadurch nur teilweise entlang des Verbindungsstegs 44 zur Innenplatte 23 hin übertragen. Entlang des Verbindungsstegs 44 wirkt eine betragsmäßig kleinere Längskraft Fs und zusätzlich ei¬ ne Querkraft Fq rechtwinklig zum Verbindungssteg 44. Die Vektorzerlegung der Kräfte ist in Figur 9 schematisch veranschaulicht. Dadurch kann die Kraftübertragung durch den Verbindungssteg 44 zwischen dem ersten Ende 41 und dem zweiten Ende 42 reduziert werden. Je größer der Neigungswinkel gewählt wird, desto geringer ist der Betrag der Längskraft Fs . Der Betrag der Querkraft Fq ist weniger re¬ levant, da diese Querkraft Fq nicht zu Abplatzungen an der Innenseite 26 der Schutzplattenanordnung 20 führt.
[0069] Gemäß der Figuren 8 und 9 erstreckt sich der ge¬ samte Verbindungssteg 44 in einer entsprechend geneigten Ebene vom ersten Ende 41 zum zweiten Ende 42. Es ist alternativ hierzu auch möglich, lediglich einen Abschnitt des Verbindungsstegs 44 unter einem Neigungswinkel gegenüber der Querschnittsebene E geneigt auszubilden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, mehrere unterschiedlich geneigte Abschnitte des Verbindungsstegs 44 vorzusehen, wie es sche¬ matisch in Figur 11 veranschaulicht ist. Dort ist ein ers¬ ter Abschnitt 44a des Verbindungsstegs 44 unter einem ers¬ ten Neigungswinkel l und ein zweiter Abschnitt 44b des Verbindungsstegs 44 unter einem zweiten Neigungswinkel 2 gegenüber der Querschnittsebene E geneigt. Die beiden Ab¬ schnitte 44a, 44b bilden eine Knickstelle 62. Es könnten auch mehr als zwei Abschnitte ziehharmonikaförmig bzw.
zickzackförmig zwischen dem Quersteg 43 am ersten Ende 41 und dem Quersteg 43 am zweiten Ende 42 aneinander anschlie¬ ßen. Die Beträge des ersten Neigungswinkels l und des zweiten Neigungswinkels 2 können gleich oder verschieden groß sein.
[0070] Figur 10 und 11 zeigen eine Alternative oder wei¬ tere Möglichkeit, die vom ersten Ende 41 zum zweiten Ende 42 maximal übertragbare Kraft zu reduzieren, indem die Sta¬ bilität des Verbindungsstegs 44 reduziert wird. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Wandstärke ws des Verbindungsstegs 44 zumindest abschnittsweise klei¬ ner ist als die maximale Wandstärke wq der Querstege 43. Die Schwächung des Verbindungsstegs 44 kann zusätzlich oder alternativ auch durch Verringerung der Dichte der Faserbündel 45 bzw. Fasern innerhalb der Faserbündel 45 gegenüber den übrigen Teilen des Verbindungselements 40 erreicht wer¬ den .
[0071] In den Figuren 12-14 ist anhand des Ausführungs¬ beispiels der Schutzplattenanordnung 20 gemäß Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Reparatur eines Einschlagloches 65 veranschaulicht.
[0072] In Figur 12 ist das Einschlagloch 65 nach dem
Einschlag eines Elements, beispielsweise eines Projektils 66. Das Projektil 66 hat einzelne Filamente 67 der Kunst¬ stofffaserbündel 51 aus der Faserplatte 50 gedehnt und in einen Bereich des Einschlagloches 65 in der Zwischenplatte 24 hineinbewegt. In Einschlagrichtung ist an der dem Zwischenraum 57 zugewandten Seite der Zwischenplatte 24 ein Teil 68 abgeplatzt und hat das Füllmaterial 58 im Zwischen- räum 57 verformt. Zur Reparatur wird wie folgt vorgegangen:
[0073] Zunächst wird der Bereich des Einschlagloches 65, der sich in der Zwischenplatte 24 befindet, mit einem Harz 69 durch Einpressen des Harzes 69 aufgefüllt. Anschließend wird ein passend zugeschnittenes Ersatzstück 70 für die Fa¬ serplatte 50 eingesetzt. Das Ersatzstück 70 weist in eine Kunststoffmatrix eingebettete Kunststofffasern auf und hat vorzugsweise denselben Aufbau wie die Kunststoffplatte 50. Das Ersatzstück 70 kann durch Heraustrennen eines passenden Stücks aus einer Ersatz-Faserplatte entnommen und auf den Teil der Faserplatte 50 aufgebracht werden, der innerhalb des Einschlagloches 65 angeordnet ist. Das Harz 69 oder ein anderes Verbindungsmittel kann verwendet werden, um das Er¬ satzstück 70 mit der Faserplatte 50 zu verbinden. Diese Re¬ paraturschritte sind schematisch in Figur 13 veranschau¬ licht .
[0074] Schließlich wird der Bereich des Einschlagloches
65 in der Außenplatte 22 mit einer Spachtelmasse 71 aufge¬ füllt und im Wesentlichen eben mit der Außenfläche 25 zuge¬ spachtelt (Figur 14).
[0075] Die Erfindung betrifft eine Schutzplattenanord¬ nung 20 sowie ein Verfahren zur Reparatur eines Einschlagloches 65 in der Schutzplattenanordnung 20. Die Schutzplattenanordnung 20 weist drei textilbewehrte Betonplatten 21 auf, die über Verbindungselemente 40 zu einer Einheit mit¬ einander verbunden sind. Die textilbewehrten Betonplatten 21 bilden eine Außenplatte 22, eine Innenplatte 23 und eine Zwischenplatte 24. Zwischen der Außenplatte 22 und der Zwi¬ schenplatte 24 ist wenigstens eine Faserplatte 50 mit in eine Kunststoffmatrix 53 eingebundenen Faserbündeln 51 aus Glas- und/oder Aramidfasern angeordnet. Zwischen der Zwischenplatte 24 und der Innenplatte 23 ist ein Zwischenraum 57 vorhanden. Der Zwischenraum 57 kann mit Luft und/oder einem festen Füllmaterial 58 gefüllt sein, das sich plas¬ tisch und/oder elastisch verformen lässt. Zusätzliche Platten oder Schichten können entfallen.
Bezugs zeichenliste :
20 Schutzplattenanordnung
21 textilbewehrte Betonplatte
22 Außenplatte
23 Innenplatte
24 Zwischenplatte
25 Außenseite
26 Innenseite
30 Textillage
31 Betonmatrix
32 Faserbündel
33 erste Gruppe
34 zweite Gruppe
40 Verbindungselement
40a erstes Verbindungselement
40b zweites Verbindungselement
41 erstes Ende
42 zweites Ende
43 Quersteg
44 Verbindungssteg
44a erster Abschnitt des Verbindungsstegs
44b zweiter Abschnitt des Verbindungsstegs
45 Faserbündel
46 Gitterteil
50 Faserplatte
51 Kunststofffaserbündel
52 Gewebe
53 Kunststoffmatrix 57 Zwischenraum
58 Füllmaterial
62 Knickstelle
65 Einschlagloch
66 Projektil
67 Kunststofffaser
68 Teil der Betonmatrix
69 Harz
70 Ersatzstück
71 Spachtelmasse Neigungswinkel
l erster Neigungswinkel
2 zweiter Neigungswinkel
E Ebene
Fz einwirkende Kraft
Fq Querkraft
Fs Längskraft
wq maximale Wandstärke der Querstege ws Wandstärke des Verbindungsstegs x x-Richung
y y-Richtung
z z-Richtung

Claims

Patentansprüche :
1. Schutzplattenanordnung (20) zum Schutz gegen Beschuss und/oder Explosionen, mit zumindest drei textilbewehrten Betonplatten (21), die eine Außenplatte (22), eine Innenplatte (23) und eine Zwischenplatte (24) bilden, mit wenigstens einer Faserplatte (50), die in eine Kunststoffmatrix (53) eingebettete Kunststofffaserbün- del (51) aufweist, wobei die wenigstens eine Faser¬ platte (50) zwischen der Außenplatte (22) und der Zwi¬ schenplatte (24) angeordnet ist, wobei die Innenplatte (23) unter Bildung eines Zwi¬ schenraums (57) mit Abstand zu der Zwischenplatte (24) angeordnet ist, mit Verbindungselementen (40), die mit einem ersten Ende (41) in die Betonmatrix (31) einer der textilbewehrten Betonplatten (21) und mit einem zweiten Ende (42) in die Betonmatrix (31) einer anderen der textilbewehrten Betonplatten (21) eingebettet sind.
2. Schutzplattenanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Fa¬ serplatte (50) mit einer Seite unmittelbar an der Au¬ ßenplatte (22) und mit der jeweils anderen Seite un¬ mittelbar an der Zwischenplatte (24) anliegt.
3. Schutzplattenanordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Verbindungsele¬ ment (40), das mit einem ersten Ende (41) in die Be¬ tonmatrix (31) der Außenplatte (22) eingebettet ist, an der wenigstens einen Faserplatte (50) vorbei er¬ strecket .
4. Schutzplattenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungselement (40), das mit einem ersten Ende (41) in die Betonmatrix (31) der Außenplatte (22) eingebettet ist, eine Außenseite (25) der Schutzplattenanordnung (20) nicht durchsetzt .
5. Schutzplattenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungselement (40), das mit seinem zweiten Ende (42) in die Betonmatrix (31) der Innenplatte (23) eingebettet ist, eine Innenseite (26) der Schutzplattenanordnung (20) nicht durchsetzt .
6. Schutzplattenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Verbin¬ dungselement (40) einen Verbindungssteg (44) aufweist, der das erste Ende (41) mit dem zweiten Ende (42) verbindet und die Zwischenplatte (24) vollständig durch¬ setzt .
7. Schutzplattenanordnung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass sich der Verbindungssteg (44) zumindest in einem Abschnitt (44a, 44b) unter ei¬ nem Neigungswinkel ( , l, 2) geneigt gegenüber einer Ebene (E) erstreckt, die rechtwinkelig zur Außenplatte (22) und/oder zur Zwischenplatte (24) und/oder zur Innenplatte (23) ausgerichtet ist.
8. Schutzplattenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Ver¬ bindungselement (40) an einem ersten Ende (41)
und/oder an einem zweiten Ende (42) jeweils einen Quersteg (43) aufweist.
9. Schutzplattenanordnung nach Anspruch 7 und nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungssteg (44) schwächer ausgeführt ist als die Querstege (43) .
10. Schutzplattenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (40) wenigstens ein erstes Verbindungselement (40a) und wenigstens ein zweites Verbindungselement
( 4 Ob) aufweisen, die in wenigstens eine von zwei Raumrichtungen (x, y) versetzt angeordnet sind, die eine Ebene aufspannen, die parallel zu der Außenplatte (22) angeordnet ist.
11. Schutzplattenanordnung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine erste Verbindungselement (40a) die Außenplatte (22) mit der Zwischenplatte (24) verbindet und dass das wenigstens eine zweite Verbindungselement (40b) die Zwischenplat¬ te (24) mit der Innenplatte (23) verbinden.
12. Schutzplattenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (40) aus in einer Kunststoffmatrix eingebettete Faserbündel (45) aufweisen.
13. Schutzplattenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass jede der Betonplatten (21) wenigstens eine Textillage (30) aufweist, die durch ein gitterförmiges Gelege aus Faserbündeln (32) gebildet ist.
14. Schutzplattenanordnung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenplatte (24) wenigstens drei Textillagen (30) aufweist, die mit Ab¬ stand zueinander in die Betonmatrix (31) der Zwischenplatte (24) eingebettet sind.
15. Schutzplattenanordnung nach Anspruch 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Textilla¬ gen (30) in der Zwischenplatte (24) größer ist als in der Außenplatte (22) und/oder in der Innenplatte (23) .
16. Schutzplattenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum (57) mit einem festen Füllmaterial (58) gefüllt ist.
17. Schutzplattenanordnung nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmaterial (58) elastisch und/oder plastisch verformbar ist.
18. Verfahren zur Reparatur einer ein Einschlagloch (65) aufweisenden Schutzplattenanordnung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit folgenden Schritten:
- Auffüllen des Bereichs des Einschlagloches (65) in der Zwischenplatte (24) mit einem Harz (69),
- Einlegen eines Ersatzstücks (70) für die Faserplatte (50) in das Einschlagloch (65) auf die vorhandene Fa¬ serplatte (50) ,
- Auffüllen des Bereichs des Einschlagloches (65) in der Außenplatte (22) mit einer Spachtelmasse (71) .
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