WO2007048370A1 - Verbundpanzerplatte - Google Patents

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WO2007048370A1
WO2007048370A1 PCT/DE2006/001568 DE2006001568W WO2007048370A1 WO 2007048370 A1 WO2007048370 A1 WO 2007048370A1 DE 2006001568 W DE2006001568 W DE 2006001568W WO 2007048370 A1 WO2007048370 A1 WO 2007048370A1
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WO
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rod
armor plate
composite armor
plate according
shaped elements
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Application number
PCT/DE2006/001568
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen Weber
Robert Bayer
Norbert Keil
Stefan Schiele
Original Assignee
Krauss-Maffei Wegmann Gmbh & Co. Kg
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Filing date
Publication date
Application filed by Krauss-Maffei Wegmann Gmbh & Co. Kg filed Critical Krauss-Maffei Wegmann Gmbh & Co. Kg
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Priority to DE502006007194T priority patent/DE502006007194D1/de
Publication of WO2007048370A1 publication Critical patent/WO2007048370A1/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
    • F41H5/0492—Layered armour containing hard elements, e.g. plates, spheres, rods, separated from each other, the elements being connected to a further flexible layer or being embedded in a plastics or an elastomer matrix

Definitions

  • the invention relates to a composite armor plate for protection against projectiles with the features of the preamble of patent claim 1.
  • Composite armor plates which consist of a composite of several materials, are known per se. Frequently composite armor plates are constructed such that between two plate elements filling materials or filling elements are introduced, which are then encapsulated with a pourable mass.
  • DE 1 578 324 describes such a plate, wherein balls or cylinders made of a hard ceramic material are used as filling elements.
  • the cylinders are arranged in rows in the plate in several discontinuous layers or layers, ie their Longitudinal axes are substantially parallel to the plane of the plate and parallel to each other, wherein the cylinders of the one layer are arranged offset with respect to the cylinder of the other layer transversely to its longitudinal direction.
  • the cylinders are further spaced apart using a plurality of layers of spacer material such that each layer of spacer material is alternately wound over and under the cylinders in their respective locations.
  • the object of the invention is, starting from the prior art, to design a composite armor plate in such a way that it causes an increased protective effect with a small basis weight.
  • the composite armor plate according to the invention consists of at least one layer of rod-shaped elements.
  • any body is considered in which the ratio of total length to maximum diameter is at least 1.
  • the elements are not only in series next to each other, but are also arranged in the axial direction within a row of a layer behind the other.
  • the joints which arise due to the axially successive arrangement of the elements, arranged offset relative to the joints of at least one adjacent row in the axial direction.
  • the advantages of the invention will become apparent from the denomination of the elements, wherein the joints caused thereby are staggered, since thus the protection weakening caused by the joints is largely compensated by the adjacent elements.
  • the joints may be offset both with respect to the joints of an adjacent row of the same layer and with respect to the joints of an adjacent row of an adjacent layer.
  • the rod-shaped elements may be present in the composite armor plate.
  • the layers may be arranged such that the rod-shaped elements of a layer are offset relative to the rod-shaped elements of the adjacent layer in a direction perpendicular to the longitudinal axis of the rod-shaped elements.
  • the rod-shaped elements may have different cross-sections.
  • the plurality of rod-shaped elements may have as cross-section a shape similar to that of a circle or an ellipse or a section of such a shape.
  • the majority of the rod-shaped elements can have a polygon or a cutout of such a shape as a cross section.
  • the protective effect of the composite armor plate is the design of the end faces of the rod-shaped elements.
  • the end faces may be designed as a flat surface in a plurality of rod-shaped elements, which may be either perpendicular to the longitudinal axis of the rod-shaped elements or at an angle to this.
  • the end faces may also be executed concave, wherein advantageously the ratio of the maximum diameter to the radius of the face curvature is less than 0.6.
  • the plurality of rod-shaped elements may have at one end concavely curved end faces, in which the ratio of the maximum diameter to the radius of the face curvature is less than 0.6 and at the other end have corresponding convex end faces.
  • the plurality of rod-shaped elements may have conically outwardly directed end faces, the tips of which are rounded off or cut off.
  • the ratio of the radius of the rounded tip to the largest cross section may be less than 0.25.
  • the plurality of rod-shaped elements may have at one end conically outwardly directed end faces, the Tips are rounded or cut off and have at the other end corresponding, conically inwardly facing faces.
  • the ratio of the radius of the rounded tip to the largest cross section may be less than 0.25.
  • the plurality of rod-shaped elements may have end surfaces which are roughened or which are provided with structures which prevent a flat abutment of two opposite end faces.
  • shock-absorbing materials can be introduced, in particular in the form of films, threads or granules, in particular of metals, plastics, fiber materials or of elastomeric materials.
  • the composite armor plate When using the composite armor plate to protect against larger caliber, it may be appropriate to extend this shock absorption on the lateral surface and also introduce there between the rows of rod-shaped elements shock-absorbing materials, especially in the form of films or granules, in particular of metals, plastics, fiber materials or made of elastomeric materials.
  • the rod-shaped elements may further at least partially with at least one shock-absorbing coating, in particular of metals, plastics, fiber materials or of elastomeric mate- materials, be provided.
  • the rod-shaped elements can be surrounded by a potting compound, in particular the space between the rod-shaped elements can be filled with the potting compound, which is connected to at least one continuous outer outer layer.
  • the potting compound may be made of plastic, in particular of polyurethane, epoxy, polyester, rubber or other elastomeric material.
  • the backside of the composite armor plate may be made of layers that have shock absorbing properties and high tensile strength.
  • the composite armor plate may be self-supporting mounted in a frame construction on the object to be protected (e.g., a vehicle) or on a structural armor made of armor steel or light metal, where shock absorbing interlayers may be used, or air gaps may be provided between the structural shell and the armor plate.
  • a frame construction on the object to be protected (e.g., a vehicle) or on a structural armor made of armor steel or light metal, where shock absorbing interlayers may be used, or air gaps may be provided between the structural shell and the armor plate.
  • the composite armor plate can have layers or plate-shaped elements on the side facing and away from the projectile, between which the bar-shaped elements are arranged. It is also possible that the composite armor plate for weight reduction only on the side facing the projectile has a final layer or that the potting compound is open at least on one side of the composite armor plate, which may optionally be provided with a paint. At least one side, in particular the side facing away from the approaching projectile, may consist of at least one solid layer of fiber material, in particular of aramid, glass fiber, polyamide or carbon fiber, or of at least one soft shock absorbing layer, in particular of foams or of elastomeric mate- rials to be made.
  • the material of the rod-shaped elements is also of crucial importance for the protective effect of the composite armor plate.
  • at least one rod-shaped element of a ceramic material of alumina ceramic having an Al 2 O 3 content of 92-99.99%, of a high-hardness material, in particular boron carbide, silicon carbide, silicon nitrite or titanium triborate, or a hard metallic Material, in particular of hardened steel, aluminum, titanium or a sintered material consist.
  • the total length of the plurality of rod-shaped elements may be in the range of 13 mm to 300 mm. Furthermore, the plurality of rod-shaped elements may have a ratio of the total length to the maximum diameter, which is greater than 2.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of a composite armor plate in
  • Fig. 2 shows a second embodiment of a composite armor plate in cross section
  • Fig. 3 shows a third embodiment of a composite armor plate in
  • Cross-section Fig. 4 shows a fourth embodiment of a composite armor plate in
  • Cross-section Fig. 5 shows a fifth embodiment of a composite armor plate in
  • Fig. 6 shows a sixth embodiment of a composite armor plate in
  • Fig. 7 shows a seventh embodiment of a composite armor plate in longitudinal section
  • Fig. 8 shows an eighth embodiment of a composite armor plate in
  • FIG. 9 shows a ninth embodiment of a composite armor plate in FIG.
  • Fig. 10 shows a tenth embodiment of a composite armor plate in
  • FIG. 11 shows an eleventh embodiment of a composite armor plate in FIG. 11
  • Fig. 1 shows in cross section a composite armor plate with two superimposed layers of rod-shaped high-hardness elements
  • the outer cover layer 1.1 is glued to the rod-shaped elements 3.1 and a cover layer 4.1 by means of a potting compound 2.1 made of epoxy resin.
  • the rod-shaped elements 3.1 are made of alumina ceramic and have a hexagonal cross-section.
  • the rod-shaped elements 3.1 are arranged in a manner not shown in a row behind one another such that the joints between the elements of a row of stabför- shaped elements 3.1a arranged the upper layer with respect to the joints of an adjacent row of rod-shaped elements 3.1 b of the lower layer are.
  • Fig. 2 shows in cross-section a composite armor plate with two superimposed layers of rod-shaped high-hardness elements
  • the arrangement of the rod-shaped elements 3.2 corresponds to the arrangement according to FIG. 1.
  • the rod-shaped elements 3.2 have a triangular cross-section.
  • the outer cover layer 1.2 is glued to the rod-shaped elements 3.2 and a final layer 4.2 by means of a potting compound 2.2.
  • Fig. 3 shows in cross section a composite armor plate with two superimposed layers of rod-shaped high-hardness elements
  • the arrangement of the rod-shaped elements 3.3 corresponds to the arrangement according to FIG. 1.
  • the upper rows 3.3a of the rod-shaped elements 3.3 have a different geometry than the lower rows 3.3b of the rod-shaped elements, whereby a smooth as possible outer surface is realized.
  • the outer cover layer 1.3 is glued to the rod-shaped elements 3.3 and a finishing layer 4.3 by means of a potting compound 2.3.
  • Fig. 4 shows in cross section a composite armor plate with only one layer of rod-shaped high-hardness elements 3.4, which are arranged in a manner not shown one behind the other in rows.
  • the ele- ments 3.4 have an upper rounded portion 3.4i and a lower square portion 3.4ii.
  • the outer covering layer 1.4 is glued to the rod-shaped elements 3.4 and a finishing layer 4.4 by means of a potting compound 2.4.
  • the rod-shaped elements 3.4 are arranged in a manner not shown within a row one behind the other, that the joints between the elements of a series of rod-shaped elements 3.4a are arranged offset with respect to the joints of an adjacent row of rod-shaped elements 3.4b the same situation.
  • FIG. 5 shows in longitudinal section a composite armor plate with an outer cover layer 1.5, a cover layer 4.5 and two superimposed rows of rod-shaped high-hardness elements 3.5. It is the offset of the joints of the longitudinal division between the upper row 3.5a of rod-shaped elements and the lower row shown 3.5b.
  • the end faces 5.5 of the rod-shaped elements 3.5 are designed as a flat surface, wherein the plane assumes an oblique position with respect to the axial direction of the rod-shaped elements. Between the end faces of two adjacent elements 3.5 is an air gap 10.5.
  • FIG. 6 shows, analogously to FIG. 5, a composite armor plate in longitudinal section with an outer covering layer 1.6, a finishing layer 4.6 and two superimposed rows of rod-shaped, highly rigid elements 3.6. It is the offset of the joints of the longitudinal division between the upper row 3.6a of rod-shaped elements and the lower row 3.6b shown.
  • the rod-shaped elements 3.6 have a convex end face 5.6a at one end and a concave end face 5.6b at the other end.
  • FIG. 7 shows, analogously to FIG. 5, a composite armor plate in longitudinal section with an outer covering layer 1.7, a finishing layer 4.7 and two superimposed rows of rod-shaped, highly rigid elements 3.7. It is the offset of the joints of the longitudinal division between the upper row 3.7a of rod-shaped elements and the lower row 3.7b shown.
  • the rod-shaped elements 3.7 have a conically outwardly directed end face 5.7a at one end and a conically inwardly directed end face 5.7b at the other end.
  • FIG. 8 shows in cross section a composite armor plate with two superimposed layers of rod-shaped high-hardness elements 3.8.
  • the arrangement of the rod-shaped elements 3.8 corresponds to the arrangement according to FIG. 1.
  • the rod-shaped elements 3.8 have a round cross section.
  • the outer cover layer 1.8 is glued to the rod-shaped elements 3.8 and a final layer 4.8 by means of a potting compound 2.8.
  • Between the rod-shaped elements 3.8 is a damping material in the form of threads 6.8a and 6.8b bands.
  • FIG. 9 shows, analogously to FIG. 5, a composite armor plate in longitudinal section with an outer covering layer 1.9, a finishing layer 4.9 and two superimposed rows of rod-shaped high-hardness elements 3.9. It is the offset of the joints of the longitudinal division between the upper row 3.9a of rod-shaped elements and the lower row shown 3.9b. Between the end faces 5.9 of the rod-shaped elements 3.9 a damping material in the form of threads 7.9 is introduced.
  • Fig. 10 shows in cross section a composite armor plate with two superimposed layers of rod-shaped high-hard elements 3.10, which are arranged in a manner not shown one behind the other in rows.
  • the rod-shaped elements 3.10 have a round cross-section.
  • the outer cover layer 1.10 is glued to the rod-shaped elements 3.10 and a damping intermediate layer 8.10 by means of a potting compound 2.10.
  • the rod-shaped elements 3.10 are arranged in a manner not shown in a row one behind the other, that the joints between the elements of a series of rod-shaped elements 3.10a of the upper layer are arranged offset with respect to the joints of an adjacent row of rod-shaped elements 3.10b of the lower layer.
  • the composite armor plate is attached via a damping intermediate layer 8.10 with a metal structure 9.10 of a housing to be protected.
  • Fig. 11 shows in cross section a composite armor plate with two superimposed layers of rod-shaped high-hardness elements 3.11, which are arranged in a manner not shown one behind the other in rows.
  • the rod-shaped elements 3.11 have a round cross-section.
  • the outer cover layer 1.11 is glued to the rod-shaped elements 3.11 by means of a potting compound 2.11.
  • the rod-shaped elements 3.11 are arranged in a manner not shown within a row one behind the other, that the joints between the elements of a row of rod-shaped elements 3.11a of the upper layer are arranged offset with respect to the joints of an adjacent row of rod-shaped elements 3.11b of the lower layer.
  • the composite armor plate is attached directly to a metal structure 9.11 of a housing to be protected. On a damping intermediate layer, as shown in Fig. 10, can be omitted, because the potting compound has a sufficiently large layer thickness in this area.
  • the invention is not limited to the illustrated embodiments.
  • the invention also includes, according to the patent claims, combinations of the illustrated exemplary embodiments as well as further embodiments, not shown.

Abstract

Verbundpanzerplatte zum Schutz vor Geschossen, welche mindestens eine Lage aus stabförmigen Elementen (3.5) enthält, die in Reihen nebeneinander in der Platte derart angeordnet sind, dass ihre Längsachsen im Wesentlichen parallel zur Plattenebene und parallel zueinander liegen, wobei eine Reihe zumindest zwei in axialer Richtung hintereinander liegende stabförmige Elemente aufweist, und wobei die Fugen zwischen den stabförmigen Elementen innerhalb einer Reihe bezüglich der Fugen zumindest einer benachbarten Reihe in axialer Richtung versetzt angeordnet sind.

Description

Verbundpanzerplatte
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Verbundpanzerplatte zum Schutz vor Geschossen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Verbundpanzerplatten, die aus einem Verbund mehrer Materialien bestehen, sind an sich bekannt. Häufig sind Verbundpanzerplatten derart aufgebaut, dass zwischen zwei Plattenelementen Füllmaterialien oder Füllelemente eingebracht werden, welche anschließend mit einer gießfähigen Masse umgössen werden.
Die DE 1 578 324 beschreibt eine solche Platte, wobei als Füllelemente Kugeln oder Zylinder aus einem harten keramischen Material verwendet werden. Die Zylinder werden in Reihen in der Platte in mehreren unterbrochenen Schichten oder Lagen angeordnet, d.h. ihre Längsachsen liegen im Wesentlichen parallel zur Plattenebene und parallel zueinander, wobei die Zylinder der einen Lage hinsichtlich der Zylinder der anderen Lage quer zu ihrer Längsrichtung versetzt angeordnet sind. Die Zylinder sind ferner in einem Abstand voneinander angeordnet, wobei mehrere Lagen aus einem Abstandsmaterial derart verwendet werden, dass jede Schicht aus Abstandsmaterial wechselweise über bzw. unter die Zylinder in ihrer betreffenden Lage gewickelt ist.
Diese Anordnung der Füllelemente hat allerdings den Nachteil, dass besonders bei modernen, hochharten Geschosskernen, insbesondere bei vielen Treffern mit geringem Abstand, ein vorgezogener Bruch auftreten kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend vom Stand der Technik eine Verbundpanzerplatte derart zu gestalten, dass sie eine erhöhte Schutzwirkung bei kleinem Flächengewicht bewirkt.
Die Erfindung löst die Aufgabe mit den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Die erfindungsgemäße Verbundpanzerplatte besteht aus mindestens einer Lage von stabförmigen Elementen. Als stabförmig im Sinne der Erfindung wird jeder Körper angesehen, bei dem das Verhältnis von Gesamtlänge zu maximalem Durchmesser mindestens 1 ist. Erfindungsgemäß liegen die Elemente nicht nur in Reihe nebeneinander, sondern sind auch in axialer Richtung innerhalb einer Reihe einer Lage hintereinander angeordnet. Hierbei sind die Fugen, welche auf Grund der axial hintereinander gelegenen Anordnung der Elemente entstehen, bezüglich der Fugen zumindest einer benachbarten Reihe in axialer Richtung versetzt angeordnet. Die Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Stückelung der Elemente, wobei die dadurch hervorgerufenen Fugen versetzt angeordnet werden, da somit die durch die Fugen verursachte Schutzschwächung durch die angrenzenden Elemente größtenteils kompensiert wird. Die Fugen können sowohl bezüglich der Fugen einer benachbarten Reihe derselben Lage als auch bezüglich der Fugen einer benachbarten Reihe einer benachbarten Lage versetzt angeordnet sein.
Um die Schutzwirkung der Verbundpanzerplatte zu erhöhen, können vorteilhafterweise mehrere Lagen der stabförmigen Elemente in der Verbundpanzerplatte vorhanden sein. Ferner können die Lagen derart angeordnet sein, dass die stabförmigen Elemente einer Lage bezüglich der stabförmigen Elemente der benachbarten Lage in einer Richtung senkrecht zur Längsachse der stabförmigen Elemente versetzt angeordnet sind.
Die stabförmigen Elemente können unterschiedliche Querschnitte aufweisen. Beispielsweise kann die Mehrzahl der stabförmigen Elemente als Querschnitt eine Form ähnlich der eines Kreises oder einer Ellipse oder einen Ausschnitt einer solchen Form aufweisen. Des Wei- teren kann die Mehrzahl der stabförmigen Elemente als Querschnitt ein Polygon oder einen Ausschnitt einer solchen Form aufweisen. Von besonderer Bedeutung für die Schutzwirkung der Verbundpanzerplatte ist die Ausgestaltung der Stirnflächen der stabförmigen Elemente. Insbesondere um die Schutzwirkung gegen Geschosskerne aus besonders harten und schweren Materialien zu optimieren, ist es von zusätzlichen Vorteil, vor allem im Bereich der Stirnflächen der EIe- mente eine Schockdämpfung vorzusehen. Diese kann durch die Verwendung einer vorteilhaften Geometrie entstehen. Die Stirnflächen können bei einer Mehrzahl der stabförmigen Elemente als ebene Fläche ausgeführt sein, wobei diese entweder senkrecht zur Längsachse der stabförmigen Elemente oder unter einem Winkel zu dieser stehen können. Die Stirnflächen können ferner konkav gewölbt ausgeführt sein, wobei vorteilhafterweise das Verhältnis des maximalen Durchmessers zum Radius der Stirnflächenkrümmung kleiner als 0,6 ist. Des Weiteren kann die Mehrzahl der stabförmigen Elemente an einem Ende konkav gewölbte Stirnflächen besitzen, bei denen das Verhältnis des maximalen Durchmessers zum Radius der Stirnflächenkrümmung kleiner als 0,6 ist und am anderen Ende entsprechende konvexe Stirnflächen aufweisen.
Ferner kann die Mehrzahl der stabförmigen Elemente kegelförmig nach außen gerichtete Stirnflächen besitzen, deren Spitzen abgerun- det oder abgeschnitten sind. Bei abgerundeten Spitzen kann das Verhältnis des Radius der abgerundeten Spitze zu dem größten Querschnitt kleiner als 0,25 sein.
Des Weiteren kann die Mehrzahl der stabförmigen Elemente an einem Ende kegelförmig nach außen gerichtete Stirnflächen besitzen, deren Spitzen abgerundet oder abgeschnitten sind und am anderen Ende entsprechende, kegelförmig nach innen gerichtete Stirnflächen aufweisen. Bei abgerundeten Spitzen kann das Verhältnis des Radius der abgerundeten Spitze zu dem größten Querschnitt kleiner als 0,25 sein.
Ferner kann die Mehrzahl der stabförmigen Elemente Stirnflächen besitzen, die aufgeraut sind oder die mit Strukturen versehen sind, die ein flächiges Anliegen von zwei gegenüberliegenden Stirnflächen verhindern.
Zwischen den Stirnflächen von zwei aneinandergrenzenden stabförmigen Elementen können schockdämpfende Materialien eingebracht sein, insbesondere in Form von Folien, Fäden oder Granulaten, insbesondere aus Metallen, Kunststoffen, Fasermaterialien oder aus elastomeren Materialien.
Bei Verwendung der Verbundpanzerplatte zum Schutz gegen größere Kaliber kann es zweckmäßig sein, diese Schockdämpfung auch auf die Mantelfläche auszudehnen und auch dort zwischen den Reihen der stabförmigen Elemente schockdämpfende Materialien einzubringen, insbesondere in Form von Folien oder Granulaten, insbesondere aus Metallen, Kunststoffen, Fasermaterialien oder aus elastomeren Materialien.
Die stabförmigen Elemente können ferner zumindest teilweise mit zumindest einer schockdämpfenden Beschichtung, insbesondere aus Metallen, Kunststoffen, Fasermaterialien oder aus elastomeren Mate- rialien, versehen sein.
Die stabförmigen Elemente können von einer Vergussmasse umgeben sein, insbesondere kann der Raum zwischen den stabförmigen Elementen mit der Vergussmasse gefüllt sein, die mit zumindest einer durch- gehenden äußeren Abschlussschicht verbunden ist. Die Vergussmasse kann aus Kunststoff, insbesondere aus Polyurethan, Epoxydharz, Polyester, Kautschuk oder aus einem anderen elastomeren Material, bestehen. Die Rückseite der Verbundpanzerplatte kann aus Schichten bestehen, die schockabsorbierende Eigenschaften haben und eine ho- he Zugfestigkeit aufweisen kann.
Die Verbundpanzerplatte kann selbstragend in einer Rahmenkonstruktion am zu schützenden Objekt (z.B. einem Fahrzeug) montiert sein oder auf einem Strukturgehäuse aus Panzerstahl oder Leichtmetall, wobei schockabsorbierende Zwischenschichten verwendet werden können bzw. Luftspalte zwischen Strukturgehäuse und Verbundpanzerplatte vorgesehen werden können.
Die Verbundpanzerplatte kann an der dem Geschoß zu- und abge- wandten Seite Schichten bzw. plattenförmige Elemente aufweisen, zwischen denen die stabförmigen Elemente angeordnet sind. Es ist auch möglich, dass die Verbundpanzerplatte zur Gewichtreduzierung nur an der dem Geschoß zugewandten Seite eine Abschlussschicht aufweist oder dass die Vergussmasse zumindest an einer Seite der Verbundpanzerplatte offen liegt, wobei sie optional mit einem Farbanstrich versehen sein kann. Zumindest eine Seite, insbesondere die vom anfliegenden Geschoß abgewandte Seite, kann aus zumindest einer festen Schicht aus Fa- sermaterial, insbesondere aus Aramid, Glasfaser, Polyamid oder Kohlefaser, oder aus zumindest einer weichen schockabsorbierenden Schicht, insbesondere aus Schaumstoffen oder aus elastomeren Mate- rialien, gefertigt sein.
Das Material der stabförmigen Elemente ist ebenfalls von entscheidender Bedeutung für die Schutzwirkung der Verbundpanzerplatte. So kann zumindest ein stabförmiges Element aus einem keramischen Werkstoff, aus Aluminiumoxid-Keramik mit einem Al2O3 Gehalt von 92 - 99,99 %, aus einem hochharten Material, insbesondere aus Borkarbid, Siliziumkarbid, Siliziumnitrit oder Titantriborat, oder aus einem harten metallischen Werkstoff, insbesondere aus gehärtetem Stahl, Aluminium, Titan oder einem Sinterwerkstoff, bestehen.
Die Gesamtlänge der Mehrzahl der stabförmigen Elemente kann im Bereich von 13 mm bis 300 mm liegen. Ferner kann die Mehrzahl der stabförmigen Elemente ein Verhältnis der Gesamtlänge zu maximalem Durchmesser aufweisen, welches größer als 2 ist.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele für eine Verbundpanzerplatte nach der Erfindung an Hand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführung einer Verbundpanzerplatte im
Querschnitt
Fig. 2 eine zweite Ausführung einer Verbundpanzerplatte im Querschnitt
Fig. 3 eine dritte Ausführung einer Verbundpanzerplatte im
Querschnitt Fig. 4 eine vierte Ausführung einer Verbundpanzerplatte im
Querschnitt Fig. 5 eine fünfte Ausführung einer Verbundpanzerplatte im
Längsschnitt Fig. 6 eine sechste Ausführung einer Verbundpanzerplatte im
Längsschnitt
Fig. 7 eine siebte Ausführung einer Verbundpanzerplatte im Längsschnitt
Fig. 8 eine achte Ausführung einer Verbundpanzerplatte im
Querschnitt Fig. 9 eine neunte Ausführung einer Verbundpanzerplatte im
Längsschnitt Fig. 10 eine zehnte Ausführung einer Verbundpanzerplatte im
Querschnitt Fig. 11 eine elfte Ausführung einer Verbundpanzerplatte im
Querschnitt
Bei allen Figuren liegt die einem anfliegenden Geschoß zugewandte Seite oben und die von einem anfliegenden Geschoß abgewandte Seite unten. Die Fig. 1 zeigt im Querschnitt eine Verbundpanzerplatte mit zwei übereinanderliegenden Lagen von stabförmigen hochharten Elementen
3.1. welche in nicht dargestellter Weise hintereinander in Reihen angeordnet sind. Die äußere Deckschicht 1.1 ist mit den stabförmigen Elementen 3.1 und einer Abschlussschicht 4.1 mit Hilfe einer Verguss- masse 2.1 aus Epoxydharz verklebt. Die stabförmigen Elemente 3.1 bestehen aus Aluminiumoxid-Keramik und weisen einen sechseckigen Querschnitt auf. Die stabförmigen Elemente 3.1 sind in nicht dargestellter Weise innerhalb einer Reihe derart hintereinander angeordnet, dass die Fugen zwischen den Elementen einer Reihe aus stabför- migen Elementen 3.1a der oberen Lage bezüglich der Fugen einer benachbarten Reihe aus stabförmigen Elementen 3.1 b der unteren Lage versetzt angeordnet sind.
Die Fig. 2 zeigt im Querschnitt eine Verbundpanzerplatte mit zwei übereinanderliegenden Lagen von stabförmigen hochharten Elementen
3.2. Die Anordnung der stabförmigen Elemente 3.2 entspricht der Anordnung gemäß Fig. 1. Die stabförmigen Elemente 3.2 weisen einen dreieckigen Querschnitt auf. Analog zu Fig. 1 ist die äußere Deckschicht 1.2 mit den stabförmigen Elementen 3.2 und einer Abschluss- schicht 4.2 mit Hilfe einer Vergussmasse 2.2 verklebt.
Die Fig. 3 zeigt im Querschnitt eine Verbundpanzerplatte mit zwei übereinanderliegenden Lagen von stabförmigen hochharten Elementen
3.3. Die Anordnung der stabförmigen Elemente 3.3 entspricht der An- Ordnung gemäß Fig. 1. Die oberen Reihen 3.3a der stabförmigen EIe- mente 3.3 weisen eine andere Geometrie als die unteren Reihen 3.3b der stabförmigen Elemente auf, wodurch eine möglichst glatte Außenfläche realisiert wird. Analog zu Fig. 1 ist die äußere Deckschicht 1.3 mit den stabförmigen Elementen 3.3 und einer Abschlussschicht 4.3 mit Hilfe einer Vergussmasse 2.3 verklebt.
Die Fig. 4 zeigt im Querschnitt eine Verbundpanzerplatte mit nur einer Lage von stabförmigen hochharten Elementen 3.4, welche in nicht dargestellter Weise hintereinander in Reihen angeordnet sind. Die E- lemente 3.4 weisen einen oberen abgerundeten Abschnitt 3.4i und einen unteren eckigen Abschnitt 3.4ii auf. Analog zu Fig. 1 ist die äu- ßere Deckschicht 1.4 mit den stabförmigen Elementen 3.4 und einer Abschlussschicht 4.4 mit Hilfe einer Vergussmasse 2.4 verklebt. Die stabförmigen Elemente 3.4 sind in nicht dargestellter Weise innerhalb einer Reihe derart hintereinander angeordnet, dass die Fugen zwischen den Elementen einer Reihe aus stabförmigen Elementen 3.4a bezüglich der Fugen einer benachbarten Reihe aus stabförmigen Elemente 3.4b derselben Lage versetzt angeordnet sind.
Die Fig. 5 zeigt im Längsschnitt eine Verbundpanzerplatte mit einer äußeren Deckschicht 1.5, einer Abschlussschicht 4.5 und zwei über- einanderliegenden Reihen von stabförmigen hochharten Elementen 3.5. Es ist der Versatz der Fugen der Längsteilung zwischen der oberen Reihe 3.5a aus stabförmigen Elementen und der unteren Reihe 3.5b dargestellt. Die Stirnflächen 5.5 der stabförmigen Elemente 3.5 sind als ebene Fläche ausgeführt, wobei die Ebene eine schräge Lage be- züglich der axialen Richtung der stabförmigen Elemente einnimmt. Zwischen den Stirnflächen zweier benachbarter Elemente 3.5 befindet sich ein Luftspalt 10.5.
Die Fig. 6 zeigt analog zu Fig. 5 eine Verbundpanzerplatte im Längsschnitt mit einer äußeren Deckschicht 1.6, einer Abschlussschicht 4.6 und zwei übereinanderliegenden Reihen von stabförmigen hochharten Elementen 3.6. Es ist der Versatz der Fugen der Längsteilung zwischen der oberen Reihe 3.6a aus stabförmigen Elementen und der unteren Reihe 3.6b dargestellt. Die stabförmigen Elemente 3.6 weisen an einem Ende eine konvexe Stirnfläche 5.6a und am anderen Ende eine konkave Stirnfläche 5.6b auf.
Die Fig. 7 zeigt analog zu Fig. 5 eine Verbundpanzerplatte im Längsschnitt mit einer äußeren Deckschicht 1.7, einer Abschlussschicht 4.7 und zwei übereinanderliegenden Reihen von stabförmigen hochharten Elementen 3.7. Es ist der Versatz der Fugen der Längsteilung zwischen der oberen Reihe 3.7a aus stabförmigen Elementen und der unteren Reihe 3.7b dargestellt. Die stabförmigen Elemente 3.7 weisen an einem Ende eine kegelförmig nach außen gerichtete Stirnfläche 5.7a und am anderen Ende eine kegelförmig nach innen gerichtete Stirnfläche 5.7b auf.
Die Fig. 8 zeigt im Querschnitt eine Verbundpanzerplatte mit zwei übereinanderliegenden Lagen von stabförmigen hochharten Elementen 3.8. Die Anordnung der stabförmigen Elemente 3.8 entspricht der Anordnung gemäß Fig. 1. Die stabförmigen Elemente 3.8 weisen einen runden Querschnitt auf. Analog zu Fig. 1 ist die äußere Deckschicht 1.8 mit den stabförmigen Elementen 3.8 und einer Abschlussschicht 4.8 mit Hilfe einer Vergussmasse 2.8 verklebt. Zwischen den stabförmigen Elementen 3.8 befindet sich ein dämpfendes Material in Form von Fäden 6.8a und Bändern 6.8b.
Die Fig. 9 zeigt analog zu Fig. 5 eine Verbundpanzerplatte im Längsschnitt mit einer äußeren Deckschicht 1.9, einer Abschlussschicht 4.9 und zwei übereinanderliegenden Reihen von stabförmigen hochharten Elementen 3.9. Es ist der Versatz der Fugen der Längsteilung zwischen der oberen Reihe 3.9a aus stabförmigen Elementen und der unteren Reihe 3.9b dargestellt. Zwischen den Stirnflächen 5.9 der stabförmigen Elemente 3.9 ist eine dämpfendes Material in Form von Fäden 7.9 eingebracht.
Die Fig. 10 zeigt im Querschnitt eine Verbundpanzerplatte mit zwei übereinanderliegenden Lagen von stabförmigen hochharten Elementen 3.10, welche in nicht dargestellter Weise hintereinander in Reihen angeordnet sind. Die stabförmigen Elemente 3.10 weisen einen runden Querschnitt auf. Die äußere Deckschicht 1.10 ist mit den stabförmigen Elementen 3.10 und einer dämpfenden Zwischenschicht 8.10 mit Hilfe einer Vergussmasse 2.10 verklebt. Die stabförmigen Elemente 3.10 sind in nicht dargestellter Weise innerhalb einer Reihe derart hintereinander angeordnet, dass die Fugen zwischen den Elementen einer Reihe aus stabförmigen Elementen 3.10a der oberen Lage bezüglich der Fugen einer benachbarten Reihe aus stabförmigen Elemente 3.10b der unteren Lage versetzt angeordnet sind. Die Verbundpanzerplatte ist über eine dämpfende Zwischenschicht 8.10 mit einer Metallstruktur 9.10 eines zu schützenden Gehäuses angebracht.
Die Fig. 11 zeigt im Querschnitt eine Verbundpanzerplatte mit zwei übereinanderliegenden Lagen von stabförmigen hochharten Elementen 3.11 , welche in nicht dargestellter Weise hintereinander in Reihen angeordnet sind. Die stabförmigen Elemente 3.11 weisen einen runden Querschnitt auf. Die äußere Deckschicht 1.11 ist mit den stabförmigen Elementen 3.11 mit Hilfe einer Vergussmasse 2.11 verklebt. Die stabförmigen Elemente 3.11 sind in nicht dargestellter Weise innerhalb einer Reihe derart hintereinander angeordnet, dass die Fugen zwischen den Elementen einer Reihe aus stabförmigen Elementen 3.11a der oberen Lage bezüglich der Fugen einer benachbarten Reihe aus stabförmigen Elemente 3.11b der unteren Lage versetzt angeordnet sind. Der Verbundpanzerplatte ist direkt an einer Metallstruktur 9.11 eines zu schützenden Gehäuses angebracht. Auf eine dämpfende Zwischenschicht, wie in Fig. 10 dargestellt, kann verzichtet werden, weil die Vergussmasse eine genügend große Schichtdicke in diesem Bereich aufweist.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele begrenzt. Die Erfindung beinhaltet gemäß den Patentansprüchen auch Kombinationen der dargestellten Ausführungsbeispiele sowie weitere, nicht dargestellte Ausführungen.

Claims

Patentansprüche
1. Verbundpanzerplatte zum Schutz vor Geschossen, welche mindestens eine Lage aus stabförmigen Elementen (3) enthält, die in Reihen nebeneinander in der Platte derart angeordnet sind, dass ihre Längsachsen im Wesentlichen parallel zur Plattenebene und parallel zueinander liegen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reihe zumindest zwei in axialer Richtung hintereinander liegende stab- förmige Elemente aufweist, und dass die Fugen zwischen den stabförmigen Elementen innerhalb einer Reihe bezüglich der Fugen zumindest einer benachbarten Reihe in axialer Richtung versetzt angeordnet sind.
2. Verbundpanzerplatte nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest zwei Lagen aus stabförmigen Elementen (3) enthält.
3. Verbundpanzerplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die stabförmigen Elemente (3) einer Lage derart angeordnet sind, dass sie bezüglich der stabförmigen Elemente der benachbarten Lage in einer Richtung senkrecht zur Längsachse der stabförmigen Elemente versetzt angeordnet sind.
4. Verbundpanzerplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl der stabförmigen Elemente (3.3, 3.8, 3.10, 3.11 ) als Querschnitt eine Form eines Kreises oder einer Ellipse oder einer ähnlichen Form oder einen Ausschnitt einer solchen Form aufweist.
5. Verbundpanzerplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl der stabförmigen Elemente (3.1 , 3.2) als Querschnitt die Form eines Polygons oder einen Ausschnitt einer solchen Form aufweist.
6. Verbundpanzerplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl der stabförmigen Elemente (3.4) einen Querschnitt aufweist, der zum Teil rund, elliptisch oder oval ist und zum anderen Teil Merkmale eines Polygons aufweist.
7. Verbundpanzerplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl der stabförmigen Elemente (3) ebene Stirnflächen (5.5, 5,9) besitzen, deren Ebene rechtwinklig oder schräg zur Längsachse liegt.
8. Verbundpanzerplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl der stabförmigen Elemente (3) an mindestens einem Ende konkav gewölbte Stirnflächen (5.6b) besitzen, bei denen das Verhältnis des maximalen Durchmessers zum Radius der Stirnflächenkrümmung kleiner als 0,6 ist.
9. Verbundpanzerplatte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl der stabförmigen Elemente (3) an einem Ende konkav gewölbte Stirnflächen (5.6b) besitzen, bei denen das Verhältnis des maximalen Durchmessers zum Radius der Stirnflächenkrümmung kleiner als 0,6 ist und am anderen Ende entsprechende konvexe Stirnflächen (5.6a) aufweisen.
10. Verbundpanzerplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl der stabförmigen Elemente (3) an mindestens einem Ende kegelförmig nach außen gerichtete Stirnflächen (5.7a) besitzen.
11. Verbundpanzerplatte nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl der stabförmigen Elemente (3) an einem Ende kegelförmig nach außen gerichtete Stirnflächen (5.7a) besitzen, und am anderen Ende entsprechende, kegelförmig nach innen gerichtete Stirnflächen (5.7b) aufweisen.
12. Verbundpanzerplatte nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitzen der nach außen gerichteten, kegelförmigen Stirnflächen abgerundet sind.
13. Verbundpanzerplatte nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Radius der abgerundeten Spitze zu dem größten Querschnitt kleiner als 0,25 ist.
14. Verbundpanzerplatte nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekenn- zeichnet, dass die Spitzen der nach außen gerichteten, kegelförmigen Stirnflächen abgeschnitten sind.
15. Verbundpanzerplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl der stabförmigen Elemente (3) Stirnflächen (5) besitzen, die aufgeraut sind oder die mit Strukturen versehen sind, die ein flächiges Anliegen von zwei gegenüberliegenden Stirnflächen verhindern.
16. Verbundpanzerplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Stirnflächen
(5.5) zweier aneinandergrenzender stabförmiger Elemente schockdämpfende Materialien, insbesondere in Form von Folien, Fäden (7.9), Bändern oder Granulaten, eingebracht sind.
17. Verbundpanzerplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Reihen der stabförmigen Elemente (3) schockdämpfende Materialien, insbesondere in Form von Folien, Fäden (6.8a), Bändern (6.8b) oder Granulaten, eingebracht sind.
18. Verbundpanzerplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die stabförmigen Elemente (3) zumindest teilweise mit zumindest einer schockdämpfenden Beschichtung versehen sind.
19. Verbundpanzerplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die stabförmigen Elemente (3) von einer Vergussmasse (2) umgeben sind.
20. Verbundpanzerplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum zwischen den stabförmigen Elementen (3) mit der Vergussmasse (2) gefüllt ist, die mit zumindest einer durchgehenden äußeren Abschlussschicht (1 , 4) verbunden ist.
21. Verbundpanzerplatte nach Anspruch 196 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussmasse (2) aus Kunststoff besteht.
22. Verbundpanzerplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass sie an der dem anfliegenden Geschoß zugewandten und abgewandten Seite Schichten (1 , 4) aufweist, zwischen denen die stabförmigen Elemente (3) angeordnet sind.
23. Verbundpanzerplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass sie nur an der dem anfliegenden Geschoß zugewandten Seite eine Abschlussschicht (1 ) aufweist.
24. Verbundpanzerplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussmasse (2.11) zumindest an einer Seite der Verbundpanzerplatte offen liegt.
25. Verbundpanzerplatte nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Schicht (1.4) aus Fasermaterial gefertigt ist.
26. Verbundpanzerplatte nach Anspruch 22, 23 oder 25, dadurch ge- kennzeichnet, dass die vom anfliegenden Geschoß abgewandte Seite (4,8) aus zumindest einer weichen, schockabsorbierenden Schicht, insbesondere aus Schaumstoffen oder aus elastomeren Materialien, gefertigt ist.
27. Verbundpanzerplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein stabförmiges Element (3) aus einem keramischen Werkstoff besteht.
28. Verbundpanzerplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein stabförmiges Element (3) aus Aluminiumoxid-Keramik mit einem Al2Cb Gehalt von 92 - 99,99 % besteht.
29. Verbundpanzerplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein stabförmiges Element (3) aus einem hochharten Material besteht.
30. Verbundpanzerplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein stabförmiges
Element (3) aus einem harten metallischen Werkstoff besteht.
31. Verbundpanzerplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl der stabförmi- gen Elemente (3) eine Gesamtlänge aufweisen, die im Bereich von
13 mm bis 300 mm liegt.
32. Verbundpanzerplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl der stabförmi- gen Elemente (3) ein Verhältnis der Gesamtlänge zu maximalem
Durchmesser aufweisen, welches größer als 2 ist.
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