WO1999011997A1 - Verbundsystem für kugel- und splitterschutz - Google Patents

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WO1999011997A1
WO1999011997A1 PCT/EP1998/005468 EP9805468W WO9911997A1 WO 1999011997 A1 WO1999011997 A1 WO 1999011997A1 EP 9805468 W EP9805468 W EP 9805468W WO 9911997 A1 WO9911997 A1 WO 9911997A1
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WO
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composite system
ceramic
layer
ceramic layer
fragments
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Application number
PCT/EP1998/005468
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English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Siegfried Otto Mohr
Achim Gustav Fels
Original Assignee
Akzo Nobel Nv
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.)
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Publication date
Application filed by Akzo Nobel Nv filed Critical Akzo Nobel Nv
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Priority to AU94377/98A priority patent/AU9437798A/en
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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

Definitions

  • the invention relates to a layer-like, ball and splinter-resistant composite system for body or object protection, consisting of several layers of antiballistically active materials, of which at least one layer consists of ceramic.
  • a protective vest that is only made up of fabrics made of antiballistically active fibers, e.g. Araraid fibers, is sufficient in its protective function if it is expected to be fired with so-called handguns (pistols, revolvers, etc.). In the case of an assumption of long arms, however, the protective effect of such a tissue package is not sufficient, so that in these cases it is customary to additionally insert a ceramic plate into the protective vest.
  • ceramic plates are also used in property protection, for example in combination with a package of fabrics made of antiballistically effective fibers and / or with a steel plate, usual, since in most cases a high bombardment intensity must be expected.
  • sharp-edged ceramic splinters can occur with any kind of fire, which can also emerge from the side. Both these splinters, but especially the bullets not caught in the protective layer, can cause serious injuries to the wearer of protective clothing in unprotected parts of the body. In the same way, the fragments or the projectiles can cause injuries to persons who are in the immediate vicinity of the projectile encountered.
  • a foam layer over the ceramic layer is recommended as a splinter trap for body protection.
  • a three-layer textile protective layer over the ceramic layer which is intended to prevent ceramic chips from escaping in the event of a bombardment is proposed in US Pat. No. 5,560,971 for object protection.
  • the lower of the three textile layers is said to be a pile fabric.
  • the fabrics are made of polyester or polyamide 6.6 fibers.
  • the lateral projectile exit and the escape of splinters in a ceramic plate constructed from tiles are to be prevented by enclosing the ceramic plate with a fabric made of aramid fibers.
  • This fabric can form the outer layer of a composite system for body or object protection and can be placed around the edge zones in such a way that the entire composite system is covered.
  • a fiber-reinforced plastic layer is recommended between the fabric and ceramic layers.
  • suitable adhesives for adhering the ceramic tiles to the carrier layer and for filling the gaps between the tiles.
  • the ceramic layer is covered with a similar material, which is formed from a scrim embedded in a matrix resin.
  • a three-layer cover over the ceramic layer in which at least one layer consists of a layer of thread embedded in a matrix resin, is described in WO 92-09 861.
  • the other two layers can be fiber-reinforced thermoplastics.
  • the task was to provide improved materials, both for body and object protection, which especially prevent the lateral escape of projectiles, projectile fragments and ceramic fragments during the so-called angle bombardment.
  • a composite system is to be understood as a structure consisting of several layers, the individual layers usually being made of different materials.
  • the composite system according to the invention contains a ceramic layer, which is preferably arranged on the outside of this system. Outside means the side facing away from the body, on which an incoming projectile appears first. However, the outside should not be understood, as is also shown in the examples below with the associated drawings, to mean that this is the outermost layer of the composite system. Additional layers can be arranged as cover layers above the ceramic layer arranged on the outside, as the following examples and the associated drawings show.
  • Materials for body protection are understood to mean all materials that people wear as protection against shelling. These are especially protective vests, which are also known as bullet-resistant or bulletproof vests.
  • Object protection materials are used to protect objects and the people inside or behind them. Examples of this are armor for military and police vehicles or protective walls for police and military operations.
  • a protective vest as used for the body protection of military and security forces, usually consists of several layers of a fabric made of high-strength, antiballistic fibers. These fibers are predominantly aramid fibers, which are also known as aromatic polyamide fibers. Fibers made of poly-terephthalamide, which is obtained by polycondensation of terephthalic acid or its dichloride with p-phenylenediamine, are particularly effective. Fibers of this type are commercially available, for example, under the brand name Twaron. In addition, other antiballistically effective fibers such as Polyethylene fibers spun using the gel spinning process are used.
  • Antiballistically effective fibers are to be understood as high-strength fiber materials which, for example in the form of woven fabrics, offer effective protection against projectiles that hit them.
  • fabrics made from aramid fibers are usually preferred for the formation of packages, both for body and object protection, other types of fabrics can also be used for this. Examples include films, knitted fabrics, knitted fabrics, nonwovens, needle felts and scrims.
  • the manufacture of fabrics suitable for protective vests is known.
  • the yarns used for this can be used as filament or spun yarns.
  • the former are preferred.
  • Fabric packs for protective vests are usually made up of 20 to 30 layers.
  • a fabric made of aramid fibers, possibly in several layers, or a foam as a cover layer is usually glued onto the top of the Ker ⁇ -i ⁇ tik plate.
  • the entire antiballistic composite system including the ceramic plate, is in a shell made of, for example, layered fabric so that the antiballistically effective materials are not visible when wearing such protective clothing.
  • a so-called backing is formed from fabrics made of antiballistically active fibers, for example aramid fibers.
  • a ceramic plate is attached over it.
  • a steel plate can be inserted between the ceramic plate and the backing.
  • An additional steel plate may possibly be provided on the top of the ceramic layer.
  • This steel plate over the ceramic layer can also be a replacement for the steel plate over the backing.
  • a cover layer for example made of aramid fabric or fiber-reinforced plastic, is common.
  • the ceramic layer can be built up over the entire surface, but it can also be composed of tiles. In the former case, the term monoceramic is common. In the case of a ceramic layer made up of tiles, one often finds the name Multi Tile.
  • the tiles are glued to a carrier material, for example an aramid fabric, and thus form a coherent layer. Nevertheless, when building up the ceramic layer from tiles, there is the disadvantage that small gaps are formed between the tiles with a low holding effect for projectiles. Particular attention should be paid to the selection of a suitable adhesive for filling these gaps.
  • a carrier material for example an aramid fabric
  • the tiles are mostly rectangular, often square. Other forms of tiles have been proposed several times but have so far not been successful in practical use.
  • Ceramic materials which are predominantly oxides or carbides of metals or semimetals. In some cases nitrides, borides or titanates are also used.
  • Preferred ceramic materials for the ball and splinter-inhibiting composite system according to the invention for body or object protection are aluminum oxide, silicon carbide, silicon dioxide and boron carbide. Aluminum oxide is particularly preferred. Mixtures of different ceramic materials may also be used.
  • the ceramic plates are manufactured according to the principle of sintered ceramic technology, which is well known in the ceramic industry.
  • a sintered ceramic plate for the composite system according to the invention When forming a sintered ceramic plate for the composite system according to the invention as a so-called monoceramic, the shape is designed so that a bead is formed on the edge of the plate.
  • This bead has a height of 8-12 mm, which means that the thickness of the plate at the edge zones at the thickest point is 8-12 mm more than in the middle of the plate.
  • the width of this bead is 8-12 mm, preferably 10-12 mm.
  • the bead runs along the outer edges of the ceramic plate and encloses the entire plate.
  • the invention is not intended to be limited to a ceramic plate with only one edge bead. It is also possible to place two or more edge beads next to one another, with small distances between the beads.
  • the height of these beads can be the same, but it can also increase towards the outside.
  • the bead arranged inwards can have a width of 5 mm and a height of 8 mm.
  • the bead arranged on the outside in this case has a width of, for example, 6 mm and a height of, for example, 12 mm. In this case there is a narrow gap of approx. 1 mm between the two beads.
  • a so-called multi-tile i.e. a ceramic plate composed of tiles
  • beads provided with a bead are assembled into a plate in such a way that the bead is formed along the outer edge of the plate formed from the tiles.
  • Fig. 1 shows a previously common embodiment for the construction of a composite system for body protection.
  • the so-called backing 1 is located adjacent to the body. This can consist, for example, of 20 layers of aramid fabrics.
  • the ceramic plate 2 is attached over the backing. This is covered by a foam 3.
  • An aramid fabric 4 is placed over the foam 3. Instead of one fabric layer, several fabric layers can also be selected.
  • a sheath 5 made of an aramid fabric is placed around this antiballistically effective composite system.
  • the entire composite system is introduced into a prefabricated casing (not shown) made of a coated fabric.
  • Fig. 2 shows the behavior of a composite system for body protection according to the previous embodiment when firing at an angle of 90 °.
  • the direction of fire is shown by arrow 6.
  • the Abdeckge ⁇ be weave 4 and pierce through the foam layer.
  • the projectile then enters the ceramic layer 2, in which it is braked and often also disassembled.
  • a bullet crater 7 is formed in the ceramic layer 2. Ceramic fragments and projectile fragments enter the backing 1 arranged under the ceramic layer 2 and are completely caught here.
  • Fig. 3 shows the behavior of a conventional embodiment for body protection when hitting a projectile at an angle of 30 °.
  • the direction of fire is shown by arrow 8.
  • the projectile that forms forms a shallow crater 9 in the cover layers 3 and 4 and on the surface of the ceramic layer 2.
  • the projectile is normally disassembled.
  • the hard core 10 of the projectile, as well as other projectile fragments, are deflected to the side, together with the resulting ceramic fragments.
  • the edge covering 5 is not able to hold the projectile fragments, so that their lateral emergence, which is represented by the arrow 11, is unavoidable.
  • Fig. 4 shows an inventive structure of a composite system for body protection.
  • the ceramic plate 12 designed according to the invention which has an edge bead 13, is located above the backing 1.
  • a free space 16 is formed between the ceramic plate 12 and the plate 14.
  • the entire composite system is surrounded by an envelope 17 made of an aramid fabric.
  • FIG. 5 shows the structure shown in FIG. 4, but the free space between the ceramic plate 12 and the cover plate 14 is filled with a foam layer 18.
  • FIG. 6 shows various options for the design of the edge bead. So can the bead in cross section form the shape of a rectangle (Fig. 6a) or a triangle (Fig. 6b). The edges of the rectangle or triangle can be rounded (Fig. 6c and 6d). A rounded triangle creates a wave-like cross-sectional shape. A square with rounded edges is preferred.
  • FIG. 7 shows a top view of the design of a ceramic plate according to the invention composed of tiles.
  • the tiles 19 attached in the middle part show the previously known customary shapes of a flat tile in a rectangular shape.
  • Tiles 20 with a bead 21 are attached to the edge.
  • tiles 22 with a bead shape 23 special for these locations are required.
  • Fig. 8 shows the behavior of a composite system according to the invention for body protection during an angle bombardment, e.g. at an angle of 30 °.
  • the projectile striking the composite system according to the invention in accordance with arrow 24 penetrates the cover layers 15, 14 and 18 and then forms a shallow bullet crater 25 on the surface of the ceramic plate 12.
  • the projectile is disassembled when it hits the ceramic plate 12.
  • the hard core 26 of the projectile as well as other projectile fragments and ceramic fragments are deflected to the side and meet the bead 13 where they are braked and caught.

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Abstract

Bei einem sogenannten Winkelbeschuß, beispielsweise in einem Winkel von 30°, besteht bei den bisher bekannten schichtartigen kugel- und splitterhemmenden Verbundsystemen für den Körper- und Objektschutz, die eine Keramikschicht enthalten, das Problem, daß das Geschoß in den Schutzschichten, besonders in der Keramikschicht, nicht ausreichend aufgefangen wird. Es kommt in diesem Falle häufig zu einem seitlichen Austreten des Geschosses, von Geschoßfragmenten oder Keramiksplittern, wodurch Verletzungen des Trägers einer Schutzweste an ungeschützten Körperstellen ausgelöst werden können. Ebenso sind Verletzungen von Personen, die sich in unmittelbarer Nähe aufhalten, möglich. Zur Vermeidung dieser Gefahr wird die Keramikplatte eines kugel- und splitterhemmenden Verbundsystems mit einem Randwulst versehen, der ein unkontrolliertes Austreten von Geschoßen, Geschoßfragmenten oder Keramiksplittern verhindert.

Description

Verbundsystem für Kugel- und Splitterschutz
* *
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein schichtartiges, kugel- und splitterhemmendes Verbundsystem für den Körper- oder Objektschutz, bestehend aus mehreren Lagen antiballistisch wirksamer Materialen, wovon mindestens eine Lage aus Keramik besteht.
Der Einsatz keramischer Materialien, sowohl für den Körper- als auch für den Objektschutz, ist bekannt und findet vielfache Anwendungen. Diese Materialien werden vor allem dann eingesetzt, wenn mit einem Beschüß mit Waffen mit hoher Durchschlagkraft gerechnet werden muß .
So ist beispielsweise im Körperschutz eine Schutzweste, die nur aus Geweben aus antiballistisch wirksamen Fasern, zum Beispiel Araraidfasern, aufgebaut ist, in ihrer Schutzfunktion ausreichend, wenn ein Beschüß mit sogenannten Kurzwaffen (Pistolen, Revolver etc.) zu erwarten ist. Bei einem anzunehmenden Lang- waffenbeschufl reicht jedoch die Schutzwirkung eines solchen Gewebepaketes nicht voll aus, so daß es in diesen Fällen üblich ist, noch zusätzlich eine keramische Platte in die Schutzweste einzubringen .
Auch im Objektschutz ist der Einsatz von keramischen Platten, beispielsweise in Kombination mit einem Paket von Geweben aus antiballistisch wirksamen Fasern und/oder mit einer Stahl- platte, üblich, da hier in den meisten Fällen mit einer hohen Beschußintensität gerechnet werden muß.
Üblicherweise bestehen keine Probleme bei Einsatz dieser keramischen Materialien, wenn ein Beschüß in einem Winkel von ca. 90° erfolgt. Die Haltewirkung der keramischen Platte, die durch die normalerweise darunter angeordneten Gewebelagen aus antiballistisch wirksamen Fasern unterstützt wird, reicht aus, um das Geschoß abzubremsen und unschädlich zu machen. Auch wenn die keramische Platte von dem Geschoß durchschlagen wird, erfolgt dessen Auffangen dann in den Gewebelagen.
Probleme ergeben sich jedoch, wenn das Geschoß im sogenannten Schräg- oder Winkelbeschuß, also beispielsweise in einem Winkel von 20-40°, auf die Keramikplatte auftrifft. In diesem Falle kann das Geschoß an der Keramikplatte abgleiten und seitlich wieder austreten. Weiter wurde beobachtet, daß es zu einem Zerlegen der Hartkernmunition kommen kann. Der Geschoßmantel wird von der Keramikschicht meistens zwar aufgefangen, aber der dann oft unzerstört gebliebene Kern prallt von der Schutzschicht ab und tritt seitlich wieder aus.
Darüberhinaus können bei jeder Art von Beschüß scharfkantige Keramiksplitter entstehen, die ebenfalls seitlich austreten können. Sowohl diese Splitter, aber besonders die nicht in der Schutzschicht aufgefangenen Geschoße, können ernsthafte Verletzungen des Trägers von Schutzkleidung an ungeschützten Körperstellen verursachen. In gleicher Weise können die Splitter bzw. die Geschoße Verletzungen von Personen, die sich in unmittelbarer Nähe des aufgetroffenen Geschoßes aufhalten, auslösen.
Die Verletzungsgefahr von Personen in unmittelbarer Nähe des auftreffenden Geschoßes ist bei Materialien für den Körperschutz in gleicher Weise gegeben wie bei Objektpanzerungen. Bei den Polizei- und Militärdienststellen ist diese Gefahr bekannt. Besonders von diesen Stellen wird deshalb eine Beseitigung dieses Mangels der bestehenden Schutzmaterialien gefordert.
Deshalb wurden bereits verschiedene Anordnungen von Verbundsystemen, sowohl für den Körper- als auch für den Objektschutz, vorgeschlagen, die diesen Mangel beseitigen sollen.
So wird in CA 941 101 eine SchaumstoffSchicht über der Keramikschicht als Splitterfang beim Körperschutz empfohlen.
Die Anordnung einer SchaumstoffSchicht zwischen keramischer Platte und Gewebelagen wird in US 3 873 998 beschrieben. Hierdurch soll das Entstehen von Splittern verringert werden.
Eine dreischichtige textile Schutzschicht über der Keramikschicht, die das Austreten von Keramiksplittern im Falle eines Beschußes verhindern soll, wird in US 5 560 971 für den Objektschutz vorgeschlagen. Hierbei soll es sich bei der unteren der drei Textilschichten um eine Florware handeln. Die Gewebe bestehen aus Polyester- oder Polyamid 6.6-Fasern.
Gemäß EP-A 168 746 soll der seitliche Geschoßaustritt sowie das Austreten von Splittern bei einer aus Kacheln aufgebauten Keramikplatte durch eine Umfassung der keramischen Platte mit einem Gewebe aus Aramidfasern verhindert werden. Dieses Gewebe kann die Außenschicht eines Verbundsystems zum Körper- oder Objektschutz bilden und so um die Randzonen gelegt werden, daß das gesamte Verbundsystem umfaßt wird. Zusätzlich wird zwischen Gewebe- und Keramikschicht noch eine faserverstärkte Kunststoffschicht empfohlen. Außerdem wird der Auswahl geeigneter Kleber für das Ankleben der keramischen Kacheln an die Trägerschicht sowie für das Ausfüllen der Zwischenräume zwischen den Kacheln eine besondere Beachtung geschenkt . Ein Gürtel aus hochfesten Filamenten, die in ein Matrixharz eingebettet sind, wird gemäß WO 91 - 06 823 um die Keramikschicht gelegt. Damit soll das seitliche Austreten von Keramik- Splittern, die sich beim Beschüß bilden, verhindert werden. Zusätzlich wird die Keramikschicht mit einem gleichartigen Material, das aus einem in ein Matrixharz eingebetteten Fadengelege gebildet wird, abgedeckt.
Eine zweischichtige Abdeckung aus Fadengelegen, die in eine Harzmatrix eingebettet sind, über der Keramikschicht, wird als Splitterfang in WO 91 - 07 632 vorgeschlagen.
Eine dreischichtige Abdeckung über der Keramikschicht, bei der mindestens eine Lage aus einem, in ein Matrixharz eingebetteten Fadengelege besteht, wird in WO 92 - 09 861 beschrieben. Die beiden anderen Lagen können faserarmierte Thermoplaste sein.
Die bisher vorgeschlagenen und hier erwähnten Problemlösungen können zwar das Austreten von Keramiksplittern dämpfen, sie haben sich aber als weitgehend wirkungslos im Hinblick auf das Auffangen von Geschoßen oder Geschoßfragmenten beim Beschüß in einem Winkel von 20 - 40° erwiesen.
Deshalb bestand die Aufgabe, verbesserte Materialien, sowohl für den Körper- als auch für den Objektschutz, die besonders ein seitliches Entweichen von Geschoßen, Geschoßfragmenten und Keramiksplittern beim sogenannten Winkelbeschuß verhindern, zur Verfügung zu stellen.
Überraschend wurde gefunden, daß diese Aufgabe durch das Einbringen einer Keramikschicht mit einem zur Beschußseite gerichteten Randwulst in ein Verbundsystem für den Körper- oder Objektschutz in besonders vorteilhafter Weise gelöst werαen kann. Unter Verbundsystem ist ein aus mehreren Lagen bestehendes Gebilde zu verstehen, wobei die einzelnen Lagen normalerweise aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Das erfindungsgemäße Verbundsystem enthält eine Keramiklage, die bevorzugt an der Außenseite dieses Systems angeordnet wird. Außenseite bedeutet dem Körper abgewandte Seite, auf die ein ankommendes Geschoß zuerst auftritt. Außenseite soll aber nicht, wie dies auch die nachfolgend aufgeführten Beispiele mit den zugehörigen Zeichnungen noch zeigen, so verstanden werden, daß es sich hier um die äußerste Schicht des Verbundsystems handelt. Über der an der Außenseite angeordneten Keramiklage können noch weitere Lagen als Abdecklagen angeordnet sein, wie dies die nachfolgenden Beispiele bzw. die zugehörigen Zeichnungen zeigen.
Unter Materialien für den Körperschutz sind alle Materialien, die von Personen als Schutz gegen einen Beschüß getragen werden zu verstehen. Besonders handelt es sich sich hierbei um Schutzwesten, die auch als kugelhemmende oder kugelsichere Westen bezeichnet werden.
Materialien für den Objektschutz dienen dem Schutz von Gegenständen und den sich darin bzw. dahinter aufhaltenden Personen. Beispiele hierfür sind Panzerungen von Militär- und Polizeifahrzeugen oder Schutzwände für den Polzei- und Militäreinsatz.
Eine Schutzweste, wie sie für den Körperschutz von Militär- und Sicherheitskräften Verwendung findet, besteht üblicherweise aus mehreren Lagen eines Gewebes aus hochfesten, antiballistisch wirksamen Fasern. Bei diesen Fasern handet es sich vorwiegend um Aramidfasern, die auch als aromatische Polyamidfasern bekannt sind. Besonders wirksam sind hierbei Fasern aus Polyte- rephthalamid, das durch Polykondensation von Terephthalsäure oder deren Dichlorid mit p-Phenylendiamin gewonnen wird. Fasern dieser Art sind beispielsweise unter dem Markennamen Twaron im Handel. Darüberhinaus können für die Herstellung der Gewebe einer Schutzweste auch andere antiballistisch wirksame Fasern wie Polyethylenfasern, die nach dem Gel-Spinn-Verfahren ersponnen wurden, zum Einsatz kommen.
Unter antiballistisch wirksamen Fasern sind hochfeste Fasermaterialien, die beispielsweise in Form von Geweben einen wirksamen Schutz gegen auftreffende Geschoße bieten, zu verstehen.
Obgleich üblicherweise Gewebe aus Aramidfasern zur Bildung von Paketen, sowohl für den Körper- als auch für den Objektschutz bevorzugt werden, sind auch andere Arten von Flächengebilden hierfür einsetzbar. Als Beispiele seien Folien, Gestricke, Gewirke, Vliesstoffe, Nadelfilze und Fadengelege genannt.
Die Herstellung der für Schutzwesten geeigneten Gewebe ist bekannt . Die hierfür verwendeten Garne können als Filament- oder Spinnfasergarne Verwendung finden. Erstere werden bevorzugt.
Bei Materialien für den Körperschutz werden mehrere Lagen solcher Gewebe übereinander gelegt und durch Versteppen, Randvernähen oder andere Verbindungsarten miteinander verbunden. Teilweise wird aus diesen Lagen durch Laminieren bzw. Verkleben ein Gebilde aus fest miteinander verbundenen Geweben erzeugt. Üblicherweise werden Gewebepakete für Schutzwesten aus 20 bis 30 Lagen gebildet. Über diesem Gewebepaket, das häufig auch als Backing bezeichnet wird, befindet sich bei Materialien für den Körperschutz gegen Langwaffen-Beschuß eine Keramikplatte. Diese kann mit dem Gewebepaket durch Verkleben verbunden sein, die Keramikplatte kann aber auch in Form eines Einschubs, der wahlweise in die Schutzweste eingebracht bzw. aus dieser entnommen werden kann, ausgebildet sein. Auf die Oberseite der Ker∑-iτtik- platte wird meistens ein Gewebe aus Aramidfasern, eventuell in mehreren Lagen, oder ein Schaumstoff als Abdeckschicht aufgeklebt .
Das gesamte antiballistische Verbundsystem, inclusive der Keramikplatte, befindet sich in einer Hülle aus beispielsweise be- schichtetem Gewebe, so daß die antiballistisch wirksamen Materialien beim Tragen solcher Schutzkleidung nicht sichtbar werden.
Einen ähnlichen Aufbau findet man bei Materialien für den Objektschutz. Hier wird ebenfalls ein sogenanntes Backing aus Geweben aus antiballistisch wirksamen Fasern, beispielsweise Aramidfasern, gebildet. Darüber wird eine Keramikplatte angebracht. Zwischen die Keramikplatte und dem Backing kann noch eine Stahlplatte eingefügt werden. Eventuell kann eine zusätzliche Stahlplatte auf der Oberseite der Keramikschicht vorgesehen werden. Diese Stahlplatte über der Keramikschicht kann auch der Ersatz für die Stahlplatte über dem Backing sein. Darüber ist noch eine Deckschicht, beispielsweise aus Aramidgewebe oder aus faserverstärktem Kunststoff, üblich.
Die hier beschriebenen Ausführungsformen für den Körper- bzw. Objektschutz sind nur als Beispiele und nicht einschränkend zu werten.
Die Keramikschicht kann vollflächig aufgebaut sein, sie kann aber auch aus Kacheln zusammengesetzt sein. Für den erstgenannten Fall ist die Bezeichnung Monokeramik üblich. Bei einer aus Kacheln aufgebauten Keramikschicht findet man oft die Bezeichnung Multi Tile.
Die Kacheln werden auf ein Trägermaterial, beispielsweise ein Aramidgewebe, aufgeklebt und bilden so eine zusammenhängende Schicht. Trotzdem besteht bei einem Aufbau der Keramikschicht aus Kacheln der Nachteil, daß sich zwischen den Kacheln kleine Zwischenräume mit einer geringen Haltewirkung für Geschoße bilden. Hier ist der Auswahl eines geeigneten Klebers zum Ausfüllen dieser Zwischenräume besondere Beachtung zu schenken.
Die Kacheln sind meist rechteckig, oft quadratisch. Andere Formen von Kacheln wurden zwar schon mehrfach vorgeschlagen, haben sich aber im praktischen Einsatz bislang nicht durchsetzen können.
Als keramische Materialien kommt eine hohe Zahl verschiedener Substanzen in Frage, bei denen es sich vorwiegend um Oxide oder Carbide von Metallen oder Halbmetallen handelt. Teilweise finden auch Nitride, Boride oder Titanate Einsatz. Bevorzugte keramische Materialien für das erfindungsgemäße kugel- und splitterhemmende Verbundsystem für den Körper- bzw. Objektschutz sind Aluminiumoxid, Siliciumcarbid, Siliciumdioxid und Borcar- bid. Besonders bevorzugt wird Aluminiumoxid. Eventuell können auch Mischungen verschiedener keramischer Materialien Einsatz finden.
Die Herstellung der Keramikplatten erfolgt nach dem Prinzip der Sinterkeramik-Technologie, die in der keramischen Industrie allgemein bekannt ist.
Beim Formen einer Sinterkeramikplatte für das erfindungsgemäße Verbundsystem als sogenannte Monokeramik wird die Form so gestaltet, daß am Rand der Platte ein Wulst entsteht. Dieser Wulst hat eine Höhe von 8 - 12 mm, das heißt, daß die Dicke der Platte an den Randzonen an der dicksten Stelle um 8 - 12 mm mehr beträgt als in der Plattenmitte. Die Breite dieses Wulstes beträgt 8 - 12 mm, bevorzugt 10 - 12 mm. Der Wulst verläuft entlang den Außenkanten der keramischen Platte und schließt die gesamte Platte ein.
Die Erfindung soll nicht auf eine keramische Platte mit nur einem Randwulst beschränkt bleiben. Es ist auch möglich, zwei oder mehrere Randwülste nebeneinander zu setzen, wobei jeweils geringe Abstände zwischen den Wülsten bestehen sollten. Die Höhe dieser Wülste kann dabei gleich sein, sie kann aber auch nach außen hin zunehmen. Beispielsweise kann der nach innen hin angeordnete Wulst eine Breite von 5 mm und eine Höhe von 8 mm aufweisen. Der außen angeordnete Wulst hat in diesem Falle eine Breite von beispielsweise 6 mm und eine Höhe von beispielsweise 12 mm. Zwischen den beiden Wülsten befindet sich in diesem Fall ein schmaler Spalt von ca. 1 mm.
Ähnlich wie bei der Monokeramik wird bei der Wulstgestaltung bei einem sogenannten Multi Tile, also bei einer aus Kacheln zusammengesetzten keramischen Platte, verfahren. Hier werden mit einem Wulst versehene Kacheln so zu einer Platte zusammengesetzt, daß der Wulst entlang der Außenkante der aus den Kacheln gebildeten Platte entsteht.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen weiter erläutert, wobei die hier gezeigten Ausführungsarten als Beispiele und nicht einschränkend zu verstehen sind.
Fig. 1 zeigt eine bisher übliche Ausführungsform für den Aufbau eines Verbundsystems für den Körperschutz . Dem Körper benachbart befindet sich das sogenannte Backing 1. Dieses kann beispielsweise aus 20 Lagen von Aramidgeweben bestehen. Über dem Backing ist die keramische Platte 2 angebracht. Diese wird durch einen Schaumstoff 3 abgedeckt. Über den Schaumstoff 3 wird noch eine Aramidgewebe 4 gelegt. Anstelle von einer Gewebelage können auch mehrere Gewebelagen gewählt werden. Um dieses so gebildete antiballistisch wirksame Verbundsystem wird noch eine Hülle 5 aus einem Aramidgewebe gelegt. Das gesamte Verbundsystem wird in eine nicht dargestellte, vorgefertigte Umhüllung aus einem beschichteten Gewebe eingebracht.
Fig. 2 zeigt das Verhalten eines Verbundsystems für den Körperschutz gemäß der bisherigen Ausführungsform beim Beschüß in einem Winkel von 90°. Die Beschußrichtung wird durch den Pfeil 6 dargestellt. Beim Auftreffen des Geschoßes werden das Abdeckge¬ webe 4 und die Schaumstoffschicht 3 durchschlagen. Das Geschoß tritt danach in die Keramikschicht 2 ein, in der es abgebremst und häufig auch zerlegt wird. In der Keramikschicht 2 entsteht ein Einschußkrater 7. Keramiksplitter und Geschoßfragmente treten in das unter der Keramikschicht 2 angeordnete Backing 1 ein und werden hier vollständig aufgefangen.
Fig. 3 zeigt das Verhalten einer herkömmlichen Ausführungsform für den Körperschutz beim Auftreffen eines Geschoßes in einem Winkel von 30°. Die Beschußrichtung wird durch Pfeil 8 dargestellt. Das auftreffende Geschoß bildet in den Abdeckschichten 3 und 4 sowie an der Oberfläche der Keramikschicht 2 einen nicht tiefen Einschußkrater 9. Beim Auftreffen auf die Keramikschicht 2 kommt es normalerweise zu einem Zerlegen des Geschoßes. Der Hartkern 10 des Geschoßes sowie andere Geschoßfragmente werden, zusammen mit entstehenden Keramiksplittern, zur Seite abgelenkt. Die Randumhüllung 5 ist nicht in der Lage, die Geschoßfragmente zu halten, so daß deren seitliches Austreten, das durch den Pfeil 11 dargestellt ist, unvermeidbar wird.
Fig. 4 gibt einen erfindungsgemäßen Aufbau eines Verbundsystems für den Körperschutz wieder. Über dem Backing 1 befindet sich die erfindungsgemäß gestaltete Keramikplatte 12, die einen Randwulst 13 aufweist. Auf diesem Wulst aufliegend ist eine Platte 14, die beispielsweise aus einem faserverstärkten Kunststoff bestehen kann, angeordnet. Darüber befindet sich ein Verbund 15 von mehreren Lagen Aramidgewebe. Zwischen der Keramikplatte 12 und der Platte 14 bildet sich als Folge des Randwulstes 13 ein freier Raum 16. Das gesamte Verbundsystem wird von einer Umhüllung 17 aus einem Aramidgewebe umgeben.
Fig.5 zeigt den in Fig. 4 dargestellten Aufbau, wobei aber der freie Raum zwischen der Keramikplatte 12 und der Abdeckplat- te 14 mit einer Schaumstoffläge 18 ausgefüllt wird.
In Fig. 6 sind verschiedene Möglichkeiten für die Gestaltung des Randwulstes dargestellt. So kann der Wulst im Querschnitt die Form eines Rechteckes (Fig. 6a) oder eines Dreieckes (Fig. 6b) bilden. Die Kanten des Rechtecks bzw. des Dreiecks können abgerundet sein (Fig. 6c und 6d) . Bei einem abgerundeten Dreieck entsteht eine wellenartige Querschnittsform. Bevorzugt wird ein Viereck mit abgerundeten Kanten.
Fig. 7 zeigt in der Draufsicht die Gestaltung einer aus Kacheln zusammengesetzten erfindungsgemäßen Keramikplatte. Die im Mittelteil angebrachten Kacheln 19 zeigen die bisher bekannten üblichen Formen einer flachen Kachel in Rechteckform. Am Rand sind Kacheln 20 mit einem Wulst 21 angebracht. An den Ecken werden Kacheln 22 mit einer für diese Stellen speziellen Wulstform 23 benötigt.
Fig. 8 zeigt das Verhalten eines erfindungsgemäßen Verbundsystems für den Körperschutz bei einem Winkelbeschuß, z.B. in einem Winkel von 30°. Das gemäß Pfeil 24 auf das erfindungsgemäße Verbundsystem auftreffende Geschoß durchschlägt die Abdeck- schichten 15, 14 und 18 und bildet dann an der Oberfläche der Keramikplatte 12 einen nicht tiefen Einschußkrater 25. Beim Auftreffen auf die Keramikplatte 12 wird das Geschoß zerlegt. Der Hartkern 26 des Geschoßes sowie andere Geschoßfragmente und Keramiksplitter werden zur Seite abgelenkt und treffen dort auf den Wulst 13, wo sie abgebremst und aufgefangen werden.
Mit dem erfindungsgemäßen kugel- und splitterhemmenden Verbundsystem wird ein Material zur Verfügung gestellt, das eine deutliche Verbesserung des Schutzes von Sicherheitskräften gegen Verletzungen, besonders beim sogenannten Winkelbeschuß, bietet. Vor allem ist es damit möglich, sowohl beim Körper- als auch beim Objektschutz, Personen, die sich in der Nähe des beschossenen Objektes aufhalten, wirksam zu schützen.

Claims

Patentansprüche:
1. Schichtartiges , kugelhemmendes Verbundsystem für den Körper- oder Objektschutz, bestehend aus mehreren Lagen antiballistisch wirksamer Materialen, wovon mindestens eine Lage aus Keramik besteht, dadurch gekennzeichet, daß diese Keramiklage mindestens am Außenrand eine zur Beschußseite gerichtete wulstartige Verdickung aufweist.
2. Verbundsystem nach Anspruch ] ,- dadurch gekennzeichnet, daß die Keramiklage an der Außenseite des Verbundsystems angeordnet ist.
3. Verbundsystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramiklage vollflächig ausgebildet ist und am gesamten Außenrand eine wulstartige Verdickung aufweist.
4. Verbundsystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramiklage aus Kacheln zusammengesetzt ist und daß mindestens am Außenrand der Keramiklage Kacheln mit einer wulstartigen Verdickung so angeordnet sind, daß sich ein zusammenhängender Wulst entlang des Außenrandes ergibt.
5. Verbundsystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet, daß der Wulst am äußeren Rand der Keramiklage eine Höhe von 8-12 mm und eine Breite von 8-12 mm aufweist.
6. Verbundsystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Verbundsystem, zusätzlich zu mindestens einer Keramiklage, mehrere Lagen eines Flächengebildes aus antiballistisch wirksamen Materialien aufweist.
7. Verbundsystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Verbundsystem, zusätzlich zu mindestens einer Keramiklage, mehrere Lagen eines Gewebes aus Aramidfasern aufweist.
8. Verbundsystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramiklage mit einer Abdeckung eines Flächengebildes aus Aramiden oder mit einer Schaumstoffschicht abgedeckt ist.
9. Verwendung eines Verbundsystems nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 für den Körperschutz .
10. Verwendung eines Verbundsystems nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 für den Objektschutz.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1126232A2 (de) * 2000-02-17 2001-08-22 Verseidag- Indutex GmbH Schutzvorrichtung
FR2870332A1 (fr) * 2004-05-17 2005-11-18 Rbe Sa Materiau composite destine au blindage
EP2072943A1 (de) * 2007-12-20 2009-06-24 Armortec SA Schutzpanzer
US8215223B2 (en) 2001-07-25 2012-07-10 Aceram Materials And Technologies Inc. Ceramic components, ceramic component systems, and ceramic armour systems
US20210146637A1 (en) * 2019-10-28 2021-05-20 Missingen Services As Method for forming unitary antiballistic panels

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR366869A (fr) * 1906-06-05 1906-10-15 Emil Gathmann Plaques de blindage
GB127321A (en) * 1917-04-18 1919-06-05 Thomas George Herbert Burton Improvements in Bullet Proof Shields, Armour, and like Projectile Resisting Devices.
FR800258A (fr) * 1935-04-04 1936-07-01 Perfectionnements aux blindages
US3395067A (en) * 1964-10-12 1968-07-30 Aerojet General Co Composite laminated armor plate with internal projectile-deflecting surfaces
DE2128837A1 (de) * 1971-06-11 1972-12-21 Battelle-Institut E.V., 6000 Frankfurt Körper hoher Abplatzfestigkeit bei Stoßbelastungen
CA941101A (en) 1969-07-11 1974-02-05 John V.E. Hansen Lightweight body armor
US3873998A (en) 1974-03-26 1975-04-01 Us Army Body armor system
GB2147977A (en) * 1983-10-11 1985-05-22 Rogers Browne & Richards Ceramic armour
EP0168746A1 (de) 1984-07-18 1986-01-22 Val. Mehler AG Geschosshemmendes Flächengebilde
WO1991006823A2 (en) 1989-11-03 1991-05-16 Allied-Signal Inc. Ceramic armor reinforced with high-strength fibers and ballistic resistant articles formed from said armor
WO1991007632A1 (en) 1989-11-13 1991-05-30 Allied-Signal Inc. Ballistic resistant composite armor
EP0432031A1 (de) * 1989-12-06 1991-06-12 Societe Europeenne De Propulsion Panzerung zum Schutz gegen ballistische Geschosse
WO1992009861A2 (en) 1990-11-21 1992-06-11 Allied-Signal Inc. Ballistic resistant composite armor
US5560971A (en) 1995-04-18 1996-10-01 Milliken Research Corporation Multi-layer material for suppression of ceramic shrapnel created during a ballistic event
DE19643745A1 (de) * 1996-10-23 1998-04-30 Etec Energieoptimierung Personen- oder Objekt-Schutzeinrichtung

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR366869A (fr) * 1906-06-05 1906-10-15 Emil Gathmann Plaques de blindage
GB127321A (en) * 1917-04-18 1919-06-05 Thomas George Herbert Burton Improvements in Bullet Proof Shields, Armour, and like Projectile Resisting Devices.
FR800258A (fr) * 1935-04-04 1936-07-01 Perfectionnements aux blindages
US3395067A (en) * 1964-10-12 1968-07-30 Aerojet General Co Composite laminated armor plate with internal projectile-deflecting surfaces
CA941101A (en) 1969-07-11 1974-02-05 John V.E. Hansen Lightweight body armor
DE2128837A1 (de) * 1971-06-11 1972-12-21 Battelle-Institut E.V., 6000 Frankfurt Körper hoher Abplatzfestigkeit bei Stoßbelastungen
US3873998A (en) 1974-03-26 1975-04-01 Us Army Body armor system
GB2147977A (en) * 1983-10-11 1985-05-22 Rogers Browne & Richards Ceramic armour
EP0168746A1 (de) 1984-07-18 1986-01-22 Val. Mehler AG Geschosshemmendes Flächengebilde
WO1991006823A2 (en) 1989-11-03 1991-05-16 Allied-Signal Inc. Ceramic armor reinforced with high-strength fibers and ballistic resistant articles formed from said armor
WO1991007632A1 (en) 1989-11-13 1991-05-30 Allied-Signal Inc. Ballistic resistant composite armor
EP0432031A1 (de) * 1989-12-06 1991-06-12 Societe Europeenne De Propulsion Panzerung zum Schutz gegen ballistische Geschosse
WO1992009861A2 (en) 1990-11-21 1992-06-11 Allied-Signal Inc. Ballistic resistant composite armor
US5560971A (en) 1995-04-18 1996-10-01 Milliken Research Corporation Multi-layer material for suppression of ceramic shrapnel created during a ballistic event
DE19643745A1 (de) * 1996-10-23 1998-04-30 Etec Energieoptimierung Personen- oder Objekt-Schutzeinrichtung

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1126232A2 (de) * 2000-02-17 2001-08-22 Verseidag- Indutex GmbH Schutzvorrichtung
EP1126232A3 (de) * 2000-02-17 2001-11-21 Verseidag- Indutex GmbH Schutzvorrichtung
US8215223B2 (en) 2001-07-25 2012-07-10 Aceram Materials And Technologies Inc. Ceramic components, ceramic component systems, and ceramic armour systems
FR2870332A1 (fr) * 2004-05-17 2005-11-18 Rbe Sa Materiau composite destine au blindage
WO2005124267A1 (fr) * 2004-05-17 2005-12-29 Vision Systems Aeronautics Materiau composite destine au blindage
EP2072943A1 (de) * 2007-12-20 2009-06-24 Armortec SA Schutzpanzer
WO2009080311A1 (en) * 2007-12-20 2009-07-02 Armortec Sa Protection armor
US8646371B2 (en) 2007-12-20 2014-02-11 Armortec Sa Protection armor
US20210146637A1 (en) * 2019-10-28 2021-05-20 Missingen Services As Method for forming unitary antiballistic panels

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