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Die
Erfindung betrifft ein Verbundpanzerungselement, insbesondere zur
ballistischen Panzerung von Fahrzeugen und Gebäuden oder
sonstigen Objekten. Verbundpanzerungselemente, wie beispielsweise
Verbundpanzerplatten, die aus einem Verbund mehrerer Materialien
bestehen, sind an sich bekannt. Häufig sind Verbundpanzerplatten
derart aufgebaut, dass zwischen zwei ebenen, parallelen, starren
Plattenelementen Füllmaterialien oder Füllelemente
eingebracht werden, welche anschließend mit einer gießfähigen
Masse umgossen werden.
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Die
DE 1 578 324 A1 beschreibt
eine solche starre Verbundpanzerplatte, 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 ange ordnet, d. h. ihre Längsachsen liegen im
Wesentlichen parallel zur Plattenebene und parallel zueinander.
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.
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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, so dass Durchschüsse auftreten können.
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Die
zum Zeitpunkt der Anmeldung noch nicht veröffentlichte
deutsche Patentanmeldung
DE
10 2005 050 981.9 beschreibt eine ebene, starre Verbundpanzerplatte
zum Schutz vor Geschossen, welche mindestens eine Lage aus hochharten,
stabförmigen Elementen 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 hintereinanderliegende
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. In einer besonderen Ausgestaltung weisen die Mehrzahl
der stabförmigen Elemente zur Schockdämpfung an
einem Ende konvex gewölbte oder kegelförmig nach
außen gerichtete Stirnflächen und am anderen,
gegenüberliegenden Ende entsprechend konkav bzw. kegelförmig nach
innen gerichtete Stirnflächen auf, so dass ein Ineinandergreifen
der stabförmigen Elemente erreicht wird.
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Wenn
die beschriebene starre Verbundpanzerplatte als Zusatzpanzerung
auf vorhandene Strukturen aufgebracht werden soll, ist dies nicht für
alle denkbaren Anwendungen möglich. Sie ist zwar gut dafür
geeignet, ebene Flächen zu schützen, allerdings
kann sie sich mangels Flexibilität nicht an den Untergrund
anpassen. Ferner ist in einigen Fällen keine flächige,
sondern eine stabförmige Zusatzpanzerung notwendig, beispielsweise
zum zusätzlichen Schützen von lokalen linienförmigen
funktionsbedingten ballistischen Schwachstellen, z. B. an Türspalten
oder Fensterdichtungen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Verbundpanzerungselement derart zu gestalten,
dass es eine erhöhte Schutzwirkung bei kleinem Flächengewicht aufweist
und vielseitig einsetzbar ist.
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Die
Erfindung löst die Aufgabe mit den Merkmalen der Patentansprüche
1, 32, 41 und 44. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen
Ansprüchen beschrieben.
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Es
ist ein Grundgedanke der Erfindung, ein Verbundpanzerungselement
bereitzustellen, welches mindestens eine Reihe aus zumindest zwei
in axialer Richtung hintereinanderliegenden stabförmigen
Elementen mit zwei Stirnflächen enthält, wobei die
Mehrzahl der Stirnflächen in axialer Richtung des stabförmigen
Elements eine Erhebung aufweist und wobei die Mehrzahl der gegenüberliegenden
Stirnflächen eine zu der Erhebung komplementäre
Ausgestaltung aufweist. Die Erhebung ist dadurch bestimmt, dass
sie sich von einer planen Fläche, deren Flächennormale
parallel zur Längsachse des stabförmigen Elements
liegt, unterscheidet.
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Insbesondere
können die stabförmigen Elemente mit den komplementären
Stirnflächen ineinandergreifend, vorzugsweise formschlüssig,
angeordnet sein.
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Als
stabformig im Sinne der Erfindung wird jeder Körper angesehen,
bei dem das Verhältnis von Gesamtlänge zu maximalem
Durchmesser mindestens 1 ist. Als flexibel im Sinne der Erfindung
wird ein Grad einer Gesamtsteifigkeit verstanden, der es dem Verbundpanzerungselement
erlaubt, sich bis zu einem gewissen Maß einer unter dem
Verbundpanzerungselement liegenden gekrümmten Kontur anzupassen.
Ein starres Verbundpanzerungselement ist hierzu nicht in der Lage.
Als eine zur Erhebung komplementäre Ausgestaltung im Sinne
der Erfindung wird auch angesehen, wenn diese komplementäre Ausgestaltung
bei gleicher Grundgeometrie größer als die entsprechende
Ausgestaltung der Erhebung dimensioniert ist, so dass durch das
entstehende Spiel eine verbesserte Flexibilität erreicht
wird.
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Durch
die erfindungsgemäße Anordnung der Elemente kann
eine flexible Ausbildung des Verbundpanzerungselements erreicht
werden, das trotzdem ballistisch „dicht" bleibt. Es ist
durch die gelenkartige Verbindung der stabförmigen Elemente eine
Winkelabweichung der Längsachsen der Elemente möglich,
ohne dass im Bereich der Fugen eine beschusskritische Spalte oder
ein ballistisches „Loch" entsteht, so dass die ballistische
Sicherheit nicht eingeschränkt wird. Damit sind hohe Schutzwirkungen
bei minimalem Flächengewicht realisierbar und es ist möglich,
runden Ausformungen der zu schützenden Flächenstruktur
zu folgen. Die dreidimensionale Ausformung des Verbundpanzerungselements
kann somit bei der Montage auf eine gewölbte Fläche
des zu schützenden Objekts entstehen.
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Ferner
kann bei bekannter zu schützender Fläche mit dreidimensionalem
Profil das Verbundpanzerungselement auch starr ausgeführt
sein. Es wird hierzu während der Herstellung direkt in
die entsprechende vorgegebene Form gebracht, beispielsweise durch
einen Verguss mit einer starren Verbundmasse, wobei die stabförmigen
Elemente auch ohne signifikante Verminderung der Schutzwirkung winklig
aneinander angrenzen können.
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Somit
kann durch die Erfindung zum einen erreicht werden, dass bereits
vorhandene beliebige Flächenstrukturen durch eine Zusatzpanzerung
besser geschützt werden können. Zum anderen kann nunmehr
auch beispielsweise im Fahrzeugbau von der bisher üblichen
Bauweise, die ebene Flächen vorsah, welche mit den bislang
einzig zur Verfügung stehenden starren ebenen Schutzplatten
belegt wurden, abgewichen werden und es sind beliebig geformte Oberflächen
möglich, die trotzdem mit leichten Verbundpanzerungselementen
belegt werden können. Dies ermöglicht neue systemtechnische
Ansätze beispielsweise im militärischen Fahrzeugbau.
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Durch
die erfindungsgemäße Anordnung können
auch bei winklig aneinandergrenzenden stabförmigen Elementen
die Zerstörungsradien bei einem Treffer minimiert werden,
so dass sich eine besonders gute „Multi-Hit"-Fähigkeit
ergibt, d. h. auch bei vielen Treffern mit geringem Abstand bleibt
die Schutzfunktion erhalten.
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Bei
der Ausgestaltung der Stirnflächen ist bei allen Formen
des Verbundpanzerungselements eine Vielzahl von Geometrien möglich,
wobei es sich als vorteilhaft erwiesen hat, dass sich die Erhebung
zu einem Punkt hin verjüngt, der insbesondere auf der Längsachse
des stabförmigen Elements liegt. Die Erhebung kann konvex,
insbesondere mit konstantem Krümmungsradius, gewölbt
sein. Bevorzugt ist das Verhältnis des maximalen Durchmessers
zum Radius der Stirnflächenkrümmung kleiner als
0,6. Die Erhebung kann ferner kegelförmig, keilförmig
oder pyramidenförmig, beispielsweise dreiecks- oder viereckspyramidenförmig,
mit jeweils abgerundeter Spitze ausgeführt sein. Das Verhältnis
des Radius der abgerundeten Spitze zu dem größten
Querschnitt ist vorzugsweise kleiner als 0,25. Zudem kann sie jeweils als
Teil einer formschlüssigen Oberfläche nach dem
Prinzip „Kreuzschlitz" ausgebildet sein.
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Eine
gute Schutzwirkung wird erreicht, wenn die Längsachsen
der stabförmigen Elemente im Wesentlichen parallel zur äußeren
Kontur des Verbundpanzerungselements angeordnet sind, d. h. wenn
die Längsachsen der stabförmigen Elemente normal oder
nahezu normal zur Flächennormalen der äußeren
Kontur stehen.
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Vorteilhafterweise
kann die Mehrzahl der stabförmigen Elemente ein Verhältnis
der Gesamtlänge zu maximalem Durchmesser aufweisen, welches
mindestens gleich 2 und insbesondere maximal gleich 5 ist.
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Zur
Erlangung der Flexibilität können die stabförmigen
Elemente von einer elastischen Vergussmasse, insbesondere einem
Elastomer (z. B. Gummi), umgeben sein. Bevorzugt ist der Raum zwischen
den stabförmigen Elementen mit einer elastischen Masse
gefüllt, die mit zumindest einer durchgehenden äußeren
Abschlussschicht verbunden ist.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Grundform des flexiblen
Verbundpanzerungselements eine sich im Wesentlichen in zwei Dimensionen
erstreckende Plattenform, wobei auch ein Wölbung möglich
ist.
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Zur
Erhöhung der Sicherheit kann das Verbundpanzerungselement
an der Außenseite zwei durchgängige flexible Elemente
aufweisen, zwischen denen die stabförmigen Elemente angeordnet
sind. Es ist auch möglich, dass das Verbundpanzerungselement
zur Gewichtsreduzierung nur an einer Außenseite ein durchgängiges
flexibles Element aufweist oder dass die Vergussmasse zumindest
an einer Außenseite des Verbundpanzerungselements offen liegt,
wobei sie optional mit einem Farbanstrich versehen sein kann.
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Es
hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Verbundpanzerungselement
generell mindestens eine Lage aus mehreren nebeneinander angeordneten
Reihen aus mehreren stabförmigen Elementen enthält.
Die Fugen zwischen den stabförmigen Elementen innerhalb
einer Reihe können bezüglich der Fugen zumindest
einer benachbarten Reihe in axialer Richtung versetzt angeordnet
sein. Für eine erhöhte Sicherheit kann das Verbundpanzerungselement
zumindest zwei Lagen aus stabförmigen Elementen enthalten.
Hierbei können die stabförmigen Elemente einer
Lage derart angeordnet sein, dass sie bezüglich der stabförmigen
Elemente der benachbarten Lage in einer Richtung senkrecht zur Längsachse
der stabförmigen Elemente versetzt angeordnet sind.
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Falls
das mehrlagige Verbundpanzerungselement eine derartige Biegung aufweist,
dass der Krümmungsradius senkecht zu den Längsachsen der
stabförmigen Elemente einer Lage steht, so kann vorgesehen
werden, dass das die weiter außen liegenden stabförmigen
Elemente im Bereich der Wölbung eine zunehmend größere
Querschnittsabmessung aufweisen, der dem entsprechend größeren Radius
dieser Lage angepasst ist, so dass das Verbundpanzerungselement
keine durch Biegung entstehenden Lücken zwischen den Reihen
aufweist.
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In
einer anderen Ausgestaltung ist die Grundform des Verbundpanzerungselements
eine Stabform. Hierbei können die stabförmigen
Elemente parallel zur Längsachse des stabförmigen
Verbundpanzerungselements ausgerichtet sein. Das stabförmige
Verbundpanzerungselement kann starr oder flexibel ausgeführt
sein. Die Grundform kann zudem die Form eines gebogenen Stabes sein.
Eine günstige flexible Ausgestaltung kann dadurch erreicht
werden, dass die stabförmigen Elemente in einem flexiblen
Hohlkörper wie einen biegsamen Schlauch eingebracht sind.
Es können je nach Schutzbedarf beliebig viele Reihen von
stabförmigen Elementen in einem Hohlkörper vorgesehen
werden.
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Eine
vorteilhaft Ausführung des Verbundpanzerungselements besteht
darin, dass mehrere einzelne stabförmigen Verbundpanzerungselemente
zu einem größeren, insbesondere flächenförmigen,
Verbundpanzerungselement durch Aneinanderreihung oder Schichtung
verbunden werden. Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass
mehrere stabförmige Verbundpanzerungselemente zu einem
größeren Verbundpanzerungselement derart flexibel
verbunden werden, dass ein Aufrollen des gesamten Verbundpanzerungselements
möglich ist. Auf diese Weise kann es beispielsweise einfacher
transportiert werden. Im Bedarfsfall lässt sich das Verbundpanzerungselement
ausrollen, so dass schnell und einfach eine Zusatzsicherung beispielsweise
vor Fenster oder sonstige, gerade oder gewölbte zu schützende Flächen
bringbar ist.
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Bei
alten Ausgestaltungen können die stabförmigen
Elemente zumindest teilweise mit zumindest einer schockdämpfenden
Beschichtung versehen sein. Insbesondere um die Schutzwirkung gegen Geschosskerne
aus besonders harten und schweren Materialien zu optimieren, ist
es von zusätzlichem Vorteil, vor allem im Bereich der Stirnflächen
der Elemente eine Schockdämpfung vorzusehen. Hierzu können
zwischen den Stirnflächen zweier aneinandergrenzender stabförmiger
Elemente schockdämpfende Materialien, insbesondere in Form
von Folien, Fäden, Geweben, Bändern oder Granulaten,
beispielsweise aus Metallen, Kunststoffen, Elastomeren oder Fasermaterialien,
eingebracht sein. Ferner können auch zwischen den Reihen
der stabförmigen Elemente schockdämpfende Materialien,
insbesondere in Form von Folien, Gewebe, Fäden, Bändern
oder Granulaten, eingebracht sein. Zudem kann das Verbundpanzerungselements,
insbesondere an der der Bedrohung abgewandten Außenseite,
mindestens eine schockabsorbierenden Schicht, insbesondere aus Schaumstoffen
oder aus elastischen Materialien, aufweisen. 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. Alle schockdämpfenden Maßnahmen haben
zugleich den Vorteil, dass die Flexibilität des Verbundpanzerungselements
erhöht wird.
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Bei
der Ausgestaltung als starres Verbundpanzerungselement, bei dem
die stabförmigen Elemente insbesondere von einer starren
Vergussmasse, wie Epoxydharz, umgeben sind, kann dieses eine der
Bedrohung zugewandte Fläche aufweisen, die nicht vollständig
plan ist, d. h. es kann beispielsweise eine Wölbung oder
sonst eine beliebige dreidimensional Struktur aufweisen. Das Verbundpanzerungselement
weist hierbei mindestens eine Reihe aus zumindest zwei in axialer
Richtung hintereinanderliegenden stabförmigen Elementen
mit zwei Stirnflächen auf, wobei die Mehrzahl der Stirnflächen
in axialer Richtung des stabförmigen Elements eine Erhebung
aufweist und wobei die Mehrzahl der gegenüberliegenden
Stirnflächen eine zu der Erhebung komplementäre
Ausgestaltung aufweist.
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Bevorzugt
weist das Verbundpanzerungselement im Wesentlichen eine konstante
Dicke sowie aus günstigeren fertigungstechnischen Gründen
im Wesentlichen einen einheitlichen strukturellen Aufbau auf.
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Zur
Erhöhung der Sicherheit und auch der Robustheit kann eine
Seite, insbesondere die der Bedrohung zugewandte Seite, des Verbundpanzerungselements
aus mindestens einer festen Schicht, insbesondere aus einem Fasermaterial
mit hoher Zugfestigkeit, wie Aramid, Glasfaser, Polyamid, oder Kohlefaser,
bestehen. Die starre Vergussmasse kann mit zumindest einer durchgehenden äußeren
Abschlussschicht verbunden sein.
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Bei
allen Ausführungen können die stabförmigen
Elemente 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 Weiteren kann
die Mehrzahl der stabförmigen Elemente als Querschnitt
ein Polygon, wie ein Drei-, Vier-, Fünf-, Sechs- oder Vieleck,
oder einen Ausschnitt einer solchen Form aufweisen.
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Insbesondere
bei gebogenen Panzerungselementen kann es vorteilhaft sein, wenn
die äußere Schicht zumindest im Bereich der Biegung
größere oder polygonale Elemente aufweist, um
die Schutzabdeckung zu verbessern.
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Das
Material der stabförmigen Elemente ist ebenfalls von entscheidender
Bedeutung für die Schutzwirkung des Verbundpanzerungselements.
So kann bei allen Ausführungen 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 metallischen Werkstoff, insbesondere aus gehärtetem
Stahl, Aluminium, Titan oder einem Sinterwerkstoff, bestehen.
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Das
Verbundpanzerungselement kann selbsttragend 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 Verbundpanzerungselement
vorgesehen werden können.
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Bei
der Herstellung eines Schutzelements können die stabförmigen
Elemente in einer Fertigungsform vorgegebener Größe
oder in einen Fertigungs-Formrahmen vorgegebener Größe
eingelegt werden und anschließend vulkanisiert werden,
so dass sich ein maßgenaues elastisch verformbares Panzerungselement
ergibt. Ferner können bei der Fertigung die liegenden stabförmigen
Elemente in eine maßgenau entsprechend der gewünschten
dreidimensionalen Form gefertigte Kassette aus Stahl, Leichtmetall,
Kunststoff oder Faserverbundmaterial eingelegt werden und dann mit
einer Vergussmasse vergossen oder vulkanisiert werden. Die Kassette wird
dann zum Bestandteil des Verbundpanzerungselement und kann dessen
Außenschicht und Berandung darstellen.
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Im Übrigen
ist auch ein über das in der noch nicht veröffentlichten
deutschen Patentanmeldung
DE
10 2005 050 981.9 beschriebenes, hinausgehendes starres
Verbundpanzerungselement möglich, welches im Wesentlichen
ein sich in zwei Dimensionen erstreckendes plattenförmiges
Verbundpanzerungselement mit zwei zueinander parallelen, ebenen
Plattenflächen darstellt, wobei das Verbundpanzerungselement
mindestens eine Reihe aus zumindest zwei in axialer Richtung hintereinanderliegenden
stabförmigen Elementen mit zwei Stirnflächen enthält,
wobei die Mehrzahl der Stirnflächen in axialer Richtung
des stabförmigen Elements eine Erhebung einer Form ausgenommen
der Kegelform und der gewölbten Konvexform aufweist, wobei
die Mehrzahl der gegenüberliegenden Stirnflächen
eine zu der Erhebung komplementäre Ausgestaltung aufweist
und wobei die stabförmigen Elemente parallel zu den Plattenflächen
angeordnet sind. Dieses starre, plattenförmige Verbundpanzerungselement
kann alle bislang beschriebenen Merkmale aufweisen, die nicht in
Verbindung mit der Flexibilität des Verbundpanzerungselements
stehen.
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Mögliche
Ausführungen der Erfindung werden anhand der 1 bis 17 erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
erste Ausführung eines Verbundpanzerungselements im Querschnitt;
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2 eine
zweite Ausführung eines Verbundpanzerungselements im Querschnitt;
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3 eine
dritte Ausführung eines Verbundpanzerungselements im Querschnitt;
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4 eine
vierte Ausführung eines Verbundpanzerungselements im Querschnitt;
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5 eine
fünfte Ausführung eines Verbundpanzerungselements
im Längsschnitt;
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6 eine
sechste Ausführung eines Verbundpanzerungselements im Längsschnitt;
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7 eine
siebte Ausführung eines Verbundpanzerungselements im Längsschnitt;
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8 eine
achte Ausführung eines Verbundpanzerungselements im Querschnitt;
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9 eine
zehnte Ausführung eines Verbundpanzerungselements im Querschnitt;
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10 eine
elfte Ausführung eines Verbundpanzerungselements im Querschnitt;
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11 eine
schematische Darstellung zweier stabförmiger Elemente;
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12 ein
flexibles stabförmiges Verbundpanzerungselement in einer
schematischen Darstellung;
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13 ein
flexibles stabförmiges Verbundpanzerungselement im Querschnitt
in einer schematischen Darstellung;
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14 eine
zusammenrollbares Verbundpanzerungselements im Querschnitt in einer
schematischen Darstellung;
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15 die
Anordnung von stabförmigen Elementen in einem gebogenen
Verbundpanzerungselement im Querschnitt;
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16 die
Anordnung von stabförmigen Elementen in einem gebogenen
Verbundpanzerungselement in einer perspektivischen Darstellung;
und
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17 zwei
stabförmige Elemente mit jeweils einer kreuzförmiger
Erhebung an einer Stirnfläche.
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Die 1 zeigt
im Querschnitt ein plattenförmiges Verbundpanzerungselement
mit einer konstanten Dicke und mit einem durch die Wiederholung von
gleichartigen Teilabschnitten einheitlichen strukturellen Aufbau
mit zwei übereinanderliegenden Lagen von stabförmigen
hochharten Elementen 3.1, welche in nicht dargestellter
Weise hintereinander in Reihen angeordnet sind. Die äußere,
flexible Deckschicht 1.1 ist mit den stabförmigen
Elementen 3.1 und einer Abschlussschicht 4.1 mit
Hilfe einer Vergussmasse 2.1 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
stabförmigen Elementen 3.1a der oberen Lage bezüglich
der Fugen einer benachbarten Reihe aus stabförmigen Elementen 3.1b der
unteren Lage versetzt angeordnet sind. Das Verbundpanzerungselement
ist flexibel und somit in der Lage, sich den Konturen eines zu schützenden
Objekts anzupassen.
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Die 2 zeigt
im Querschnitt ein starres Verbundpanzerungselement mit zwei übereinanderliegenden
Lagen von stabförmigen hochharten Elementen 3.2.
Die Anordnung der stabförmigen Elemente 3.2 entspricht
der Anordnung gemäß 1. Die stabförmigen
Elemente 3.2 weisen einen dreieckigen Querschnitt auf.
Die äußere, starre Deckschicht 1.2 ist
mit den stabförmigen Elementen 3.2 und einer Abschlussschicht 4.2 mit
Hilfe einer starren Vergussmasse 2.2 aus Epoxydharz verklebt.
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Die 3 zeigt
im Querschnitt ein Verbundpanzerungselement mit zwei übereinanderliegenden Lagen
von stabförmigen hochharten Elementen 3.3. Die
Anordnung der stabförmigen Elemente 3.3 entspricht
der Anordnung gemäß 1. Die oberen
Reihen 3.3a der stabförmigen Elemente 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 1 ist die äußere
Deckschicht 1.3 mit den stabförmigen Elementen 3.3 und
einer Abschlussschicht 4.3 mit Hilfe einer elastischen
Vergussmasse 2.3 verklebt.
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Die 4 zeigt
im Querschnitt ein Verbundpanzerungselement mit nur einer Lage von
stabförmigen hochharten Elementen 3.4, welche
in nicht dargestellter Weise hintereinander in Reihen angeordnet
sind. Die Elemente 3.4 weisen einen oberen abgerundeten
Abschnitt 3.4i und einen unteren eckigen Abschnitt 3.4ii auf.
Analog zu 1 ist die äußere
Deckschicht 1.4 mit den stabförmigen Elementen 3.4 und
einer Abschlussschicht 4.4 mit Hilfe einer elastischen
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 Elementen 3.4b derselben
Lage versetzt angeordnet sind.
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Die 5 zeigt
im Längsschnitt ein Verbundpanzerungselement mit einer äußeren
Deckschicht 1.5, einer Abschlussschicht 4.5 und
zwei übereinanderliegenden 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
der stabförmigen Elemente 3.5 sind als ebene Fläche
ausgeführt und weisen eine keilförmige Erhebung 5.5 auf,
wobei die Ebene eine schräge Lage bezüglich der
axialen Richtung der stabförmigen Elemente einnimmt.
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Die 6 zeigt
analog zu 5 ein Verbundpanzerungselement
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 stirnflächigen Ende
eine mit konstantem Krümmungsradius konvex gewölbte Erhebung 5.6a und
am anderen Ende eine entsprechend konkav gewölbte Einbuchtung 5.6b auf.
Die stabförmigen Elemente 3.6 greifen somit formschlüssig
ineinander. Die Längsachsen A der stabförmigen Elemente 3.6 sind
parallel zur äußeren Kontur des Verbundpanzerungselements
angeordnet.
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Die 7 zeigt
analog zu 5 ein Verbundpanzerungselement
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 einer Stirnfläche eine
kegelförmig nach außen gerichtete Erhebung 5.7a und
an der anderen Stirnfläche eine kegelförmig nach
innen gerichtete Einbuchtung 5.7b auf. Die kegelförmige
Erhebung 5.7a der Stirnfläche verjüngt
sich somit zu einem Punkt P hin, der auf der Längsachse
A des stabförmigen Elements 3.7 liegt.
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Die 8 zeigt
im Querschnitt ein flexibles Verbundpanzerungselement mit zwei übereinanderliegenden
Lagen von stabförmigen hochharten Elementen 3.8.
Die Anordnung der stabförmigen Elemente 3.8 entspricht
der Anordnung gemäß 1. Die stabförmigen
Elemente 3.8 weisen einen runden Querschnitt auf. Analog
zu 1 ist die äußere Deckschicht 1.8 mit
den stabförmigen Elementen 3.8 und einer Abschlussschicht 4.8 mit
Hilfe einer elastomeren 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, so dass sich neben einer Schockdämpfung auch
eine verbesserte Flexibilität ergibt.
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Die 9 zeigt
im Querschnitt ein Verbundpanzerungselement mit zwei übereinanderliegenden Lagen
von stabförmigen hochharten Elementen 3.9, welche
in nicht dargestellter Weise hintereinander in Reihen angeordnet
sind. Die stabförmigen Elemente 3.9 weisen einen
runden Querschnitt auf. Die äußere Deckschicht 1.9 ist
mit den stabförmigen Elementen 3.9 und einer dämpfenden
Zwischenschicht 8.9 mit Hilfe einer Vergussmasse 2.9 verklebt.
Die stabförmigen Elemente 3.9 sind in nicht dargestellter
Weise innerhalb einer Reihe derart hintereinander angeordnet, dass
die Fugen zwischen den Elementen einer Reihe aus stabförmigen
Elementen 3.9a der oberen Lage bezüglich der Fugen
einer benachbarten Reihe aus stabförmigen Elementen 3.9b der
unteren Lage versetzt angeordnet sind. Das Verbundpanzerungselement
ist über eine dämpfende Zwischenschicht 8.9 mit
einer Metallstruktur 9.9 eines zu schützenden
Gehäuses angebracht.
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Die 10 zeigt
im Querschnitt ein Verbundpanzerungselement 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 mit Hilfe
einer elastomeren 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 Elementen 3.10b der unteren Lage
versetzt angeordnet sind. Der Verbundpanzerplatte ist direkt an einer
Metallstruktur 9.10 eines zu schützenden Gehäuses
angebracht. Auf eine dämpfende Zwischenschicht, wie in 9 dargestellt,
kann verzichtet werden, weil die Vergussmasse eine genügend
große Schichtdicke in diesem Bereich aufweist.
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Die 11 zeigt
beispielhaft zwei Wirkkörper 3.11 mit runden Erhebungen 5.11a und
entsprechend komplementär ausgestalteten Einbuchtungen 5.11b an
den Stirnflächen in gerader (oben) und abgewinkelter Anordnung
(unten). Die Längsachse A ist um den Winkel α abgewinkelt,
ohne dass sich die Spalte S ballistisch kritisch ausbildet.
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In 12 ist
eine linienförmige Anordnung eines Verbundpanzerungselements
mit stabförmigen Elementen 3.12 dargestellt, die
in einen biegsamen Schlauch 12 mit einer runden Querschnittsfläche
eingebracht sind, wobei die stabförmigen Wirkkörper 3.12 parallel
zur äußeren Kontur des stabförmigen Verbundpanzerungselements
ausgerichtet sind
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13 zeigt
schematisch eine Ausführung ähnlich zu dem linienförmigen
Verbundpanzerungselement nach 12, wobei
in dieser Ausführung mehrere Reihen von stabförmige
Elementen 3.13 in dem biegsamen Schlauch 12.13 angeordnet
sind. Die stabförmigen Elemente 3.13 einer Reihe
sind bezüglich der stabförmigen Elemente 3.13 der
benachbarten Reihen versetzt angeordnet.
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In 14 ist
eine Ausführung eines Verbundpanzerungselements 13 im
Querschnitt schematisch dargestellt, bei der mehrere stabförmige
Verbundpanzerungselemente beispielsweise nach 12 oder 13 zu
einem größeren Verbund zusammengebracht sind.
Das Verbundpanzerungselement 13 nach 14 besteht
aus mehreren biegsamen Hohlkörpern, wie beispielsweise
Schläuchen 12.14, mit jeweils mindestens einer
Reihe von nicht dargestellten stabförmigen Elementen. Die Schläuche 12.14 sind über
flexible Verbindungen 14 miteinander verbunden, so dass
das gesamte Verbundpanzerungselement 13 nach einem „Rollladenprinzip" aufgerollt
und ausgerollt werden kann.
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15 zeigt
schematisch ein gebogenes, starres Verbundpanzerungselement im Querschnitt, welches
eine derartige Biegung aufweist, dass der Krümmungsradius
senkecht zu den Längsachsen der stabförmigen Elemente
einer Lage steht. Hierbei weisen die stabförmigen Elemente 3.15a der
unteren Schicht einen kreisförmigen Querschnitt auf, wohingegen
die stabförmigen Elemente 3.15b der oberen Schicht
im Bereich der Biegung einen zum Ausgleich des größeren
Radius größeren, ovalartigen Querschnitt aufweisen.
Hierdurch wird eine verbesserte Schutzabdeckung erreicht. Im nicht
gebogenen Bereich weisen auch die stabförmigen Elemente 3.15c der
oberen Schicht wiederum einen kreisförmigen, kleineren
Querschnitt auf.
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Die 16 zeigt
die Anordnung der stabförmigen Elemente 3.16 bei
einem gebogenen, nicht völlig planen, starren oder flexiblen
Verbundpanzerungselement mit mehreren Reihen und mit geringem Versatz
der stabförmigen Elemente einer Reihe bezüglich
der Elemente einer benachbarten Reihe. Durch die Ausgestaltung der
Stirnflächen ist ein Krümmung ohne signifikante
Einbußen bei der Schutzfähigkeit möglich.
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Die 17 zeigt
zwei stabförmige Elemente 3.17 mit einer jeweils
kreuzförmiger Erhebung 5.17a mit abgerundeten
Kanten an einer Stirnfläche und komplementärer,
kreuzschlitzförmiger Ausgestaltung der jeweils anderen
Stirnfläche 5.17b.
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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.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 1578324
A1 [0002]
- - DE 102005050981 [0004, 0034]