DE7915552U1 - Panzerung mit mindestens einer harten, dem Beschuß zugekehrten Außenschicht und wenigstens einer weicheren Innenschicht, bei welcher die aus Mehrlagenstahl bestehende Panzerwand wärmebehandelt ist - Google Patents
Panzerung mit mindestens einer harten, dem Beschuß zugekehrten Außenschicht und wenigstens einer weicheren Innenschicht, bei welcher die aus Mehrlagenstahl bestehende Panzerwand wärmebehandelt istInfo
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Description
• r . ·
/ Panzeiung mit mindestens einer harten, täem BeschuS zugekehrten
schicht und wenigstens einer weicheren Innenscliicht, bei welcher
die aus Nehrlagenstahl bestehende Panzervand uiiraebehandtelt ist
Der Verwendung von Blechen mit extrem hoher Härte sind im Bau von
ballistisch geschützten Gegenständen, insbesondere im Bau von Panzerungen, bisher Grenzen gesetzt, da dieser Stahl mit zunehmender Härte immer
schwieriger zu schweißen ist und in der Rogel unter Verwendung kostspieliger
austenitischer Elektroden verarbeitet werden muß. Bereits bei der Verwendung von Blechen ab etwa HB 30 von 450 kp/mm^ treten
Schwierigkeiten beim Schweißen auf, die in verschiedenen Konstruktionsbereichen zu erheblichen Rißbildungen schon während der Herstellung,
besonders in Schweißnahtbereichen, führen können. Die Verwendung von Panzerblechen mit diesen Härten ist besonders bei Schottpanzerungen
für Kampfpanzer Stand der Technik, Rißbildungen können auch nach Inbetriebnahme der Geräte eintreten und können damit Funktionen wie
ABC-Dichtigkeit, Tauchdichtigkeit o. dgl. in Frage stellen. Die Rißbildungen, die bei den übliecherweise angewendeten Schweißverfahren
hauptsächlich durch die Einbringung der Schweißwärme verursacht wird, steigt mit zunehmender Härte des verwendeten Panzerstahles, die wiederum
günstig für den ballistischen Schutz des betreffenden Objektes ist. In den Schweißnahtbereichen evtl. auftretende Rißbildung tritt beim
Beschüß der Geräte so stark in Erscheinung, daß besonders bei Schottpanzerungen
Risse mit Lichtdurchlaß auf einer gesamten Panzerwandlänge eintreten können.
Zur Abhilfe wurden bisher u. a. folgende Gegenmaßnahmen getroffen:
a) Ausschleifen, Abfugen und Zuschweißen der Risse;
b) Ausgießen der Risse mit artfremden Stoffen;
c) Änderung der Panzerplatten, insbesondere Herabsetzung der Härte des verwendeten Panzerstahles, wobei zur Beibehaltung
des ballistischen Schutzes die Blechdicke vergrößert wurde.
Die unter d) aufgeführten Gegenmaßnahmen sind hauptsächlich bei den
bereits fertig montierten Geräten eingesetzt worden.
Patentanwalt Pudi Beyer Gneisenaustroße 1 D-W30 Ratingen 6 (Hösel)
Dagegen wurden die unter c) aufgeführten Gegenmaßnahmen dort eingesetzt,
wo keine bekannte Maßnahme in der Fertigung Minderung in der Rißbildung brachte.
Die obenbeschriebene Rißbildung tritt besonders stark beim Anschweißen
der Teile an hochharten Vergütungssonderstählen auf, die aus Festigkeitsgründen mit einer Rundumschweißnaht versehen werden müssen. Auch
hier sind die örtliche Einbringung großer Wäreme, die damit zusammenhängenden
Schrumpfspannungen, sowie Gefügeänderungen, wesentliche Ursache einer Rißbildung.
Demgemäß ist es bekannt, daß die Herstellung von in der Regel räumlich
gekrümmten Partien von beschußsicheren metallischen Gehäusen aus Panzerstahl Schwierigkeiten aufweist, die die an sich vorhandenen
technologischen Möglichkeiten erheblich einschränken. Zur Zeit werden derartige beschußsichere oder beschußgeschützte Gebilde durch folgende
Verfahren hergestellt:
1. Durch Gießen
2. Durch Schmieden
3. Durch Warmpressen und
4. Strangpressen
Alle diese bekannten Verfahren zeigen den gemeinsamen Nachteil auf,
daß die Teile nach der farmgebenden Verarbeitung vergütet werden müssen, wobei meistens komplizierte technologische Maßnahmen getroffen
werden müssen, um den Verzug der Teile während des Abschreckens und
des Anlassens auszuschließen. Diese, meist komplizierten Herstellungsverfahren sind auch durch die Tatsache bedingt, daß die räumlich
gekrümmten Partien ballistisch geschützter Gegenstände, insbesondere Panzergehäuse von Kampfpanzern oder von Fahrzeugen mit dem restlichen
Teil des ballistisch geschützten Gehäuses o. dgl. vorwiegend durch Schweißen verbunden werden. Derartige Schweißkonstruktionen aus hochfesten Vergütungsstählen weisen aber in der Regel folgende Problematik
auf:
Werden die Schweißverbindungen mit austenitischem Schweißzusatzwerkstoff
ausgeführt, so darf die Schweißkonstruktion nicht vergütet werden; werden dagegen die Schweißverbindungen artgleich ausgeführt,
so gelingt dies nur unter Anwendung besonderer patentierter Maßnahmen.
Patentanwalt Rudi Beyer Gneisenaustraße 1 D-^030 Ratingen 6 (Hösel)
Während des Zweiten Weltkrieges wurden z. B. bei der "Tiger-Wanne"
oberflächengehärtete Bleche verwendet, die auf der gehärteten Seite
Festigkeiten von etwa 1800 N/mm^ aufwiesen, während sie auf der
Rückseite weicher waren und mit ferritischen Elektroden geschweißt werden konnten. Diese Anordnung war seinerzeit gewählt worden, weil
austenitische Elektroden zur Herstellung von Panzerwannen praktisch nicht zur Verfügung standen. Bei diesen oberflächengehärteten Panzerstahlblechen
war auf der einen Seite nur eine sehr dünne harte Schicht martensitischen Charakters, während auf der anderen Seite eine dicke
perlitisch, ferritische Zone war, die nur unter großen Schwierigkeiten und nach Vorwärmung mit normalen ferritischen Elektroden geschweißt
werden konnte.
Diese Anordnung hatte zunächst den Nachteil, daß die gehärtete Schicht
sehr dünn war und nicht an allen Stellen einer Panzerung eine gleichbleibende
Dicke zuließ.
Weiterhin mußte die weichere Zone aus einem niedriglegierten hochfesten
Stahl bestehen, so daß ihre Schweißeignung in Wirklichkeit nur gering war.
In der harten, sehr spröden, dünnen Schicht entstandene Risse konnten
bis in den weicheren Bereich fortgeleitet werden.
Schließlich war die zur Schaffung der gehärteten dünnen Schicht notwendige
Oberflächenhärtung ein sehr aufwendiges Verfahren, das nicht ohne Verzug der Konstruktion zu erreichen war. Man hat deshalb dieses
Verfahren nicht weiterentwickelt, da es den heutigen Anforderungen bei der Herstellung von Panzerungen nicht mehr gerecht wird.
Durch die DE-OS 2 142 360 ist ein Verfahren zum Herstellen einer Panzerung bekannt, bei dem zwei Stahlbleche durch Plattieren miteinander
verbunden und anschließend wärmebehandelt werden. Zu diesem Zweck geht das vorbekannte Verfahren von einem ersten Stahlblech aus, das
aus 0,3 bis 1 % C, 0,5 bis 1 % Si, 0,1 bis 1 % Mn, 3 bis 10 % Cr,
0,5 bis 3 % Mo, 0,2 bis 1 % V, Rest Fe, besteht, wobei das zweite
Stahlblech aus 0,1 bis 0,3 % C, 0,1 bis 1 % Si, 0,1 bis 2 % Mn, 2
bis 10 % Ni, 0,2 bis 2 % Cr, 0,2 bis 2 % Mo, Spuren V, Rest Fe, besteht.
Die beiden Stahlbleche werden nach dem Plattieren auf eine Temperatur zwischen 900 und 1050 Grad Celsius erhitzt, abgeschreckt oder an
der Luft abgekühlt und einer Anlaßbehandlung bei einer Temperatur zwischen 200 und 650 Grad Celsius unterworfen.
Die Bereiche, die für die einzelnen Bestandteile in der DE-OS 2 360 angegeben sind, sind so weit, daß sich in der Praxis praktikable
Lösungen hiermit nicht erzielen lassen.
• ■ ■
• I J
Patentanwalt Rudi Beyer Gneisenaustraße 1 D-*t030 Ratingen 6 (Hösel)
Der Neuerung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Panzerung gemäß dem
Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 hinsichtlich ihres ballistischen
Schutzes erheblich zu verbessern.
Diese Aufgabe u/ird durch die im Schutzanspruch 1 wiedergegebenen
Merkmale gelöst.
Es hat sich gezeigt, daß beim Beschüß einer neuerungsgemäßen, z.
B. aus Zueilagenstahl bestehenden Panzerung sich optimale Eigenschaften in der Außen- und Innenschicht eines solchen Z\i/eilagenstahls erzielen
lassen. Unter solchen "optimalen Eigenschaften" wird verstanden, daß die äußere, dem Beschüß zugekehrte Schicht des Mehrlagenstahls
optimale Härte aufweist, während die innenliegende, weichere Schicht, optimale Zähigkeit besitzt. Dies läßt sich nur durch die neuerungsgemäße
Anwendung der Wärmebehandlung in Verbindung mit der neuerungsgemäß vorgeschlagenen Werkstoffzusammensetzung der Innen- und Außenschicht
des Mehrlagenstahls erzielen.
Beides, Wärmebehandlung und Stahlzusammensetzung, müssen zur Verbesserung
der Handhabungsmöglichkeit einer aus Mehrlagenstahl bestehenden Panzerung in der beschriebenen Art und Weise aufeinander abgestimmt
sein.
Was die Stahlzusammensetzung anbelangt, so ist es wichtig, daß in der weicheren Schicht ein Stahl mit möglichst niedrigem C-Gehalt
verwendet wird. Allerdings ist ein hohes Arbeitsaufnahmevermögen nur zu erreichen, wenn neben der Zähigkeit auch eine gewisse Festigkeit
vorliegt. Während ein solcher Stahl im normalgeglühtem Zustand eine
Streckgrenze von 350 N/mm^, eine Festiy^eit von 490 bis 610 N/mm^
und eine Bruchdehnung (Lo = 5 do) von 22 ?&oacgr; aufweist, weist dieser
Stahl nach der Sonderbehandlung eine Härte nach Brinell von z. B.
265 HB auf. Das entspricht einer Festigkeit von 900 N/mm^, die einen
guten Beitrag zur Beschußsicherheit liefert. Gleichzeitig haben Beschußversuche ergeben, daß hohes Verformungsvermögen vorliegt. So wird
z. B. bei einer aus Zweilagenstahl bestehenden Panzerwand weniger Material mit dem Geschoß an der Innenseite weggeschleudert, als bei
normalem Panzerstahl. Damit wird die Verwundungsgefahr wesentlich verringert.
Da die Anlaßtemperatur bei der Neuerung mit z. B. etwa 180 Grad Celsius
sehr niedrig liegt, darf beim Schweißen der weicheren Schichten in den härteren Schichten des Mehrlagenstahls die gemeinsame Anlaßtemperatur
nicht überschritten werden. Dies ist durch Verwendung dünner Elektroden, die in mehreren Strichraupen bzw. Lagen geschweißt werden, zu erreichen,
sofern z. B. zwischen den einzelnen Lagen eine
-i IL-IJVI
Patentanwalt Rudi Beyer Gneisenoustraße 1 &udigr;-&Iacgr;030 Ratingeii 6 (Hösel)
Zwischenabkühlung eingelegt u/ird. Geheime Versuche haben gezeigt,
daß in allen Fällen auf diese Weise eine Erwärmung über 100 Grad
Celsius an der harten Außenseite sicher vermieden u/erden konnte.
Bei alledem kann die äußere, dem Beschüß zugekehrte Schicht extrem,
das heißt hochhart, ausgebildet sein.
Bei den geheimen Versuchen wurden auch Verdrillversuche durchgeführt,
und zwar an einem Stahlstab mit einer Härte von 670 HB. Es zeigte
sich, daß dieser Stahl bereits nach einem Torsionswinkel von weniger als 90 Grad brach.
Ein Stab aus einem neuerungsgemäßen Zweilagenstahl konnte dagegen bei gleicher Meßlänge ohne Bruch etwa um 1000 Grad tordiert werden.
Die zähe, weichere Schicht des Zweilagenstahls übt offenbar auf die hochharte Schicht eine sehr günstige Wirkung in Bezug auf die Verformungsfähigkeit
aus, wobei das Arbeitsaufnahmevermögen bei einem neuerungsgemäßen Mehrlagenstahl in einem nicht vorhersehbaren Maße
außerordentlich gesteigert wird.
Schlagwortartig kann man die Vorteile der Neuerung wie folgt zusammenfassen:
1. Es läßt sich eine Psnzerwand aus Mehrlagenstahl, insbesondere aus Zweilagenstahl, fertigen, bei der sich unter sonst gleichen
Bedingungen S.m.K.-Beschußsicherheit bei etwa 50 % geringerer
Wanddicke erreichen läßt (Spitzgeschoß mit Kern, Kaliber 7,62 mm &khgr; 51 mm).
2. Beim Beschüß einer nach der Neuerung hergestellten Panzerwand
tritt u. a. großer Energieabbau durch starke Ausbeulung der zähen, (relativ weicheren) inneren Schicht der Panzerwand
ein.
3. Wird eine neuerungsgemäße Panzerwand beschossen, so findet
eine Art Tiefzieheffekt an der relativ weicheren, inneren Schicht des Mehrlagenstahls statt, was zu einer großen Arbeitsaufnahme
dieser zähen Innenschicht führt, die aber außerdem noch relativ hohe Festigkeit besitzt.
Die hochharte Außenschicht verhält sich in gewissen Grenzen wie ein elastischer Körper. Nach Überschreiten der Bruchfestigkeit
wird durch die Partikel der hochahrten Außenschicht Energie
(Zertrümmerungsenergie) in erheblichem Maße abgebaut, wobei die zähe Innenschicht die Partikel der harten Außenschicht
stützt, so daß mit zunehmender Verformung die Flächenpressung entsprechend verringert wird und es allenfalls zu einem Ausbeulen
der zähen Innenschicht kommt.
Patentanwalt Rudi Beyer Gneisenaustraße 1 D-<«030 Ratingen 6 (Hösel)
4. Der Vorteil der starken Verformungsmöglichkeit einer neuerungsgemäßen
hanzerwand ist nicht nur für den ballistischen Schutz
von großer Bedeutung, sondern bringt grundsätzlich die Eignung dieses Zvi/eilagenstahls für die Karosseriefertigung, allerdings
mit geringeren Fertigungsschvi/ierigkeiten \i/ie sie bei der Verarbeitung
von üblichem Panzerstahl eintreten können.
5. Panzerstähle, die heute Verwendung finden, können nur bis
zu einer bestimmten Härte im Panzerbau verwendet u/erden. Diese
Härtegrenze ist nicht nur die Grenze der Verschweißbarkeit, sondern auch die Grenze der Funktionsfähigkeit im Betriebszustand.
Beide Grenzen gibt es für einen Mehrlagenstahl, z. B. Zweilagenstahl,
der nach einer neuerungsgemäßen Panzervi/and gefertigt
wurde, nicht. Eine nach der Neuerung hergestellte Panzerwand läßt sich an der relativ zähen Schicht ferritisch schweißen.
6. Verzichtet man auf eine Reduzierung der Wanddicke gegenüber üblichem Panzerstahl, so läßt sich durch Verwendung von neuerungsgemäßem
Mehrlagenstahl eine entsprechend höhere Beschußsicherheit erzielen.
7. Durch die gute Verarbeitungsmöglichkeit der neuerungsgemäßen Panzerwände lassen sich Karosserieteile für ballistisch zu
schützende Kraftfahrzeuge miteinander leichter verbinden. Dadurch sind serienmäßig zivile Kraftfahrzeuge durch Einschweißen
von Panzerwänden, wirtschaftlich umzurüsten.
8. Für alle Schweißverbindungen sind keine Spe^ial-Panzerstahlelektroden
erforderlich. Austenitische Elektroden sind im Vergleich zu den neuerungsgemäß verwendbaren ferritischen
Elektroden etwa zehnmal so teuer.
9. Es ist keine weitgehende Schweißerfahrung zum Verschweißen von neuerungsgemäßsn Panzerwänden erforderlich.
10. Neuerungsgemäße Panzerwände lassen sich auf Gehrung zueinander
anordnen und an den zäheren Innenschichten miteinander durch die erwähnten ferritischen Schweißnähte verbinden. Dadurch
ist es möglich, den ballistischen Schutz durch die hochharten Außenschichten bis unmittelbar zur Gehrungsfuge vorzusehen,
so daß solche Gehrungsverbindungen nicht durch besondere Abdeckungen ballistisch geschützt zu werden brauchen.
Potentanwalt Rudi Beyer Gneisenaustraße 1 0-&Iacgr;030 Ratingen 6 (Hösel)
In Anspruch 2 ist eine vorteilhafte Ausführungsform der Neuerung beschrieben.
Zur Erzeugung hoher Härte in der harten AuGenschicht aus Vergütungsstahl
kommt nur ein Härten mit sehr niedriger Anlaßtemperatur in Betracht. Damit kommt der chemischen Zusammensetzung der weicheren
Innenschicht wesentliche Bedeutung zu. Unlegierte Stähle mit Kohlenstoffgehalten
von etwa 0,2 % wie sie üblicherweise als schvi/eißqeeignete
Baustähle Verwendung finden, werden durch die genannte Wärmebehandlung relativ spröde. Unlegierte Stähle mi4 sehr niedrigem Kohlenstoffgehalt
unter 0,15 % würden durch die genannte Wärmebehandlung gute Zähigkeit
und auch SchweiQeignung erhalten, sie würden aber keine wesentliche
Härtezunahme ermöglichen und durch ihre geringe Festigkeit fast keinen
Beitrag zum Arbeitsaufnahmevermögen des Verbundwerkstoffes liefern. Durch die Verwendung eines nach der neuerungsgemäßen Panzerwand hergestellten
Mehrlagenstahls, insbesondere Zweilagenstahls, als Panzerwände,
lassen sich solche Panzerwände problemlos miteinander verbinden, ohne daß befürchtet zu werden braucht, daß der Stahl, der nach der
neuerungsgemäßen Vergütungsbehandlung mit extrem niedriger Anlaßtemperatur sehr gute Zähigkeit und gute Schweißeignung und eine Festigkeit
von immerhin etwa 1000 N/mm^ aufweist, diese günstigen Festigkeitseigenschaften wieder verliert. Wird gemäß Patentanspruch 2 vorgegegangen,
so lassen sich in jedem Falle örtliche Wärmespitzen vermeiden.
In manchen Fällen ist es vorteilhaft, eine Ausführungsform nach Anspruch
3 zu wählen, bei welcher der ballistische Schutz bis unmittelbar an die Spitze der Gehrungsfuge von miteinander verbundenen Panzerwänden
reicht.
In der Zeichnung ist die Neuerung - teils schematisch - an Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Es zeigen:
Fig. 1 Die Anwendung neuerungsgem&ß hergestellter Mehrlagenstahlbleche
zur Panzerung einer Limousine;
Fig. 2 Anuendungsbeispiele für die Herstellung einzelner Karosserieteile
bei einem Pkw;
Fig. 3 Einen Querschnitt nach der Linie III - III der Fig. 2;
Fig. 4 Die in Fig. 3 dargestellte Eckverbindung in größerem Maßstab mit Strichraupen;
Fig. 5 eine ebensolche Eckverbindung als Schweißverbindung
Fig. 6 Die Eckverbindung gemäß Fig. 4 bzw. 5 nach einem Beschüß
an der Schweißnahtstelle;
- 10 -
Fig. 7 Eine Panzerwand aus Zueilagenstahl nach einem Geschoßtreffer;
Fig. 8 Eine Panzeru/and aus Z\i/eilagenstahl nach einem Doppeltreffer;
Fig. 9 Eine weitere Panzer\i/and aus Zweilagenstahl nach einem
Geschoßtreffer mit starken Ausbrüchen zur Außenseite;
Fig. 10 Eine hochharte Panzerwand nach einem Durchschuß, wobei
die große Splitterwirkung durch Ausbrüche nach innen erfolgt ist;
Fig. 11 Eine aus Zweilagenstahl bestehende Panzeru/and nach einem
Durchschuß;
Fig. 12 Eine weitere Panzerwand aus Zweilagenstahl nach einem Geschoßdurchschuß mit keiner oder nur geringer Splitterwirkung
nach innen im Gegensatz zu Fig. 10;
Fig. 13 Ein Schaubild, in dem die obere Kurve üblichen Panzerstahl
und die untere Kurve neuerungsgemäßen Mehrlagenstahl betrifft (Blechdicke, von der ab Beschußsicherheit erzielt
wird im Verhältnis zum Geschoßauftreffwinkel);
Fig. 14 Nach Art von Zeitrafferaufnahmen einen Beschüß einer
bis 23 absichtlich nicht beschußsicher gestalteten Panzerwand aus neuerngsgemäßem Zweilagenstahl.
Fig. 1 soll lediglich veranschaulichen, wie man normale Limousinen
durch das Einsetzen, z. B. Einschweißen, von aus Mehrlagenstahl, insbesondere Zweilagenstahl, bestehenden Panzerwänden beschußsicher
gestalten kann. Diese Panzerwände sind durch gestrichelte Linien in Fig. 1 dargestellt und beispielsweise mit dem Bezugszeichen 1
bezeichnet worden.
2 ist das übliche Korosserieblech einer Linousine. Da neuerungsgemäß
hergestellte Mehrlagenstahlbleche relativ dünn und damit entsprechend
leicht gehalten werden können, lassen sie sich in üblichen Linousinen anbringen, so daß sich beispielsweise derartige Limousinen in der
erwähnten Weise auch S.m.K.-beschußsicher gestalten lassen.
Fig. 2 soll lediglich veranschaulichen, daß sämtliche Teile der Karosserie
eines Fahrzeuges aus neuerungsgemäß hergestelltem Mehrlagenstahl gefertigt werden können, da sich dieser relativ einfach verarbeiten
läßt. Von den in Fig. 2 veranschaulichten Einzelteilen sind lediglich das Dachblech und die Seitenbleche besonders bezeichnet worden, während
die Figuren 3 bis 6 durch Schweißnähte verbundene Bereiche des Dachbleches
- 11-
3 und des einen Seitenbleches - hier 4 - veranschaulichen. Selbstverständlich
können im Bedarfsfalle die Einzelteile anders geformt sein als es in den Figuren 2 bis 6 dargestellt ist. Ein gemäG Fig. 2 hergestelltes
Fahrzsug läßt sich z. B. als gepanzerter. Patrouillenfahrzeug,
als Streifenwagen bei der Polizei oder beim Bundesgrenzschutz, einsetzen.
Im übrigen sind bei den Ausführungsformen nach den Figuren 1 bis
6 die Panzerwände aus Zweilagenstahl hergestellt. Die hochharte, dem Beschüß X zugekehrte Außenschicht ist mit dem Bezugszeichen
bezeichnet, M/ährend di3 innenliegende, zähe und weichere Schicht
mit dem Bezugszeichen 7 bezeichnet ist. Die Außenschicht 6 ist so hart, daß optimale Härte erzielt wird, auf die sonst aus Gründen
der Verarbeitung verzichtet werden mußte, während die Innenschicht
7 ein großes Arbeitsaufnahmevermögen aufweist.
Zwei benachbarte Bleche sind durch ferritische Schweißnähte miteinander
verbunden (Fig. 4), wobei in Fig. 4 übertrieben groß dargestellt ist, daß mit einer relativ dünnen Elektrode mehrere Strichraupen
8, 9 und 10 gezogen worden sind, die in den Figuren 5 und 6 allerdings
aus Gründen der zeichnerischen Vereinfachung nicht mehr besonders veranschaulicht wurden. Auf diese Weise wird beim Schweißen nur relativ
geringe Wärme eingebracht und verhindert, daß die hochharte Außenschicht 6 zu stark erhitzt wird und die in der Beschreibungseinleitung erzielten
Temperaturwerte nicht überschritten werden.
Wird diese Schweißeckverbindung gemäß Fig. 5 in Richtung X beschossen,
so zeigt sich, daß die hochharte Außenschicht 6 zwar zum Teil zerstört wird, aber Ausbrüche der Außenschicht sich in das relativ weiche
und zähe Material der Innenschicht 7 hineinverformen und durch diese aufgehalten werden, während sich die Innenschicht 7 nach innen, und
zwar mit dem relativ ebenso weichen Schweißgut verformt, ohne daß
es zu einem Durchschuß kommt. Demgemäß brauchen Schweißverbindungen bei Verwendung neuerungsgemäß hergestellter Mehrlagenstahlbleche
nicht mehr besonders, z. B. durch Panzerstahlleisten, nach außen hin abgedeckt zu werden.
In Fig. 7 wurde eine Panzerwand aus Zweilagenstahl in Richtung X beschossen. Die Abweichung von der Ausgangsebene 11 ist mit D bezeichnet.
Auch aus Fig. 7 ist klar erkennbar, daß die h^chharte Außenschicht
6 splittert und zum Teil "zertrümmert" wird, während die Innenschicht
7 lediglich ausbeult, es aber zu keinem Durchschuß kommt.
Fig 8 zeigt eine besonders ungünstige Situation, nämlich sogenannte
Doppeltreffer in Richtung X. Widerum splittert die Außenschicht.
Die Abweichung von der Ausgangsebene 11 ist gleichfalls mit D bezeichnet und relativ groß. Trotz der weitgehenden Zerstörung der hochharten
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Patentanwalt Rudi Beyer Gneisenaustrnße 1 D-A030 Ratingen 6 (Hösel)
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Außenschicht 6 können die Splitter und das Geschoß die Innenschicht
7 nicht durchdringen. Vielmehr wölbt sich die Innenschicht 7 an den
GeschoQtreffersteilen - bei 12 und 13 - nur nach innen aus.
Fig. 9 zeigt den Beschüß des bereits aus Fig. 7 ersichtlichen Zweilagenstahls
mit S.m.K.-Munition. Mit A sind Ausbrüche der hochharten Außenschicht
6 bezeichnet worden, während alle anderen Bezeichnungen den bereits in den Figuren 7 und 8 verwendeten Bezeichnungen entsprechen.
Es kommt auch in diesem Fall nicht zu einem Durchschuß, sondern lediglich - bei 14 - zu einer nach innen gerichteten Auswölbung. Es sind starke
Ausbrüche an der Außenseite ersichtlich. Die Fig. 9 läßt außerdem erkennen, daß durch die Zertrümmerung der hochharten Außenschicht
ein Abbau der Flächenpressung erreicht wird.
Im Vergleich dazu veranschaulicht Fig. 10 den Beschüß eines nur aus
hochhartem Panzerstahl bestehenden Bleches in Richtung X. C veranschaulicht den Ausschuß und die starke, nach innen gerichtete Splitterwirkung.
Trotz der relativ großen Wanddicke hat das Geschoß diese hochharte
Panzerstahlwand 6 durchschlagen. Demgemäß veranschaulicht Fig. 11 wiederum eine aus Zweilagenstahl gemäß der Neuerung gefertigte Panzerstahlwand,
wobei diese Wand absichtlich nicht beschußsicher ausgelegt wurde, um zu klären, welche Verhältnisse beim Durchschuß bzw. nach
dem Durchschuß gegeben sind. Es kommt in diesem Fall zu starken Ausbrüchen A an der hochharten Außenschicht 6, während die Innenschicht
7, bezogen auf die Ausgangsebene 11, weit nach innen verformt worden ist. An der Stelle, an der das Geschoß - bei C - die Innenschicht
7 durchschlagen hat, ist das Material halsförmig nach innen verformt
worden. Dabei kommt es zu einer Art Tiefziehvorgang, verbunden mit
einer entsprechenden Verringerung der Wanddicke der relativ zähen Innenschicht 7. Trotz der Risse im Bereich des Durchschusses C kommt
es nicht zu einem Wegschleudern von Splittern aus Materialteilen der Innenschicht 7.
Die Fig. 12 veranschaulicht den Beschüß eines weiteren Zweilagenstahlbleches,
das ebenfalls absichtlich nicht beschußsicher ausgelegt wurde. In diesem Fall wurde lediglich mit einem anderen Kaliber beschossen.
Die Figuren 7 bis 12 und 14 bis 23 wurden anhand tatsächlicher Beschußergebnisse angefertigt, so daß sie sich zum Teil überschneider
aber deutlich machen sollen, wie sich ein neuerungsgemäßes Mehrlagenstahlblech
verhält.
In den Figuren 14 bis 23 sind die beim Beschüß in Richtung X mit
S.m.K.-Munition sich ergebenden Verhältnisse bei einer absichtlich
nicht beschußsicher ausgelegten Panzerstahlwand an einer Vielzahl metallurgischer Aufnahmen nach Art von Zeitrafferaufnahmen veranschaulicht.
Fig. 23 läßt im Vergleich mit Fig. 14 außerordentlich
Patentanwalt Rudi Beyer Gneisenaustraße 1 D-i(030 Ratingen 6 (Hösel)
- 13 -
große Tiefziehfähigkeit der Innenschicht 7 erkennen. Versucht man,
die nach innen nach Art des Halses einer Flasche verlaufenden, tiefgezogenen Teile der Innenschicht 7 u/ieder in die Ebene zu bringen,
so muß man erkennen, daß sich diese Teile in eine überlappende Stellung bringen lassen, was bedeutet, daß sich die Wanddicke im Bereich des
Durchschusses erheblich verringert hat und das Material in Richtung X außerordentlich \i/eit verformt worden ist. Bei dieser Bewegung stützt
es die Splitter der hochharten Außenschicht 6 ab und hält diese zusammen, so daß diese zum großen Teil nach außen wegfliegen und nicht nach
innen gelangen können. Durch den relativ großen Weg, den die Schichten eines neuerungsgemäßen Mehrlagenstahls während des Beschüsses oder
beim Durchschuß zurücklegen, wird außerordentlich viel Energie des auftretenden Geschosses aufgefangen und abgebaut.
Fig. 13 zeigt mit der Kurve E die S.m.K.-Sicherheit eines hochharten,
üblichen Panzerstahlbleches in normierter Darstellung. Dabei sind auf der Ordinaten die Blechdicken dargestellt, bei der Beschußsicherheit
erreicht wird, während auf der Abszisse die zugehörigen Auftreffwinkel eines Geschosses eingetragen wurden.
Die Kurve F veranschaulicht die S.m.K.-Beschußsicherheit eines neuerungsgemäßen
Zweilagenstahls. Wie deutlich ersichtlich ist, wird über einen wesentlichen Bereich der Auftreffwinkel bei etwa 50 % geringerer
Dicke bereits Beschußsicherheit erreicht, was eine entsprechende Einsparung an Gewicht und auch Kosten bedeutet.
Die beim Beschüß eines neuerungsgemäßen Mehrlagenstahls sich ergebende
Ausbeul- und Tiefziehfähigkeit der relativ weicheren, zähen Innenschicht
eignet sich auch zur Störung des Stachels eines Hohlladungsgeschosses bei bestimmten Auftreffwinkeln. Desweiteren können mehrere oder eine
Vielzahl von Panzerwänden gemäß der Neuerung hintereinander - auch mit Abstand - angeordnet werden. Schließlich ist es nicht zwingend
notwendig, daß Panzerstahlwände gemäß der Neuerung geschweißt werden. Es ist ebenso möglich, solche Panzerwände durch einen geeigneten
Kleber, beispielsweise auf der Basis "Baypren" miteinander zu verkleben.
Schließlich lassen sich auch Panzerbleche gemäß der Neuerung mit besonderem Vorteil zum Adaptieren von zu panzernden Objekten, insbesondere
von Panzerfahrzeugen oder Kampfpanzern, heranziehen.
Beispiel für einen Mehrlagenstahl, insbesondere Zweilagenstahl, gemäß
der Neuerung:
Anlage zu dieser Beschreibung. Die Neuerung ist auf die tus der Anlage
ersichtlichen Angaben nicht beschränkt.
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Patentanwalt Rudi Beyer Gneisenaustraße 1 D-i)030 Ratingen 6 (Hösel)
- 14 -
Die in der Beschreibung, in den Schutzansprüchen und in der Zeichnung
dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung des Raumformgedankens des Gebrauchsmusters
wesentlich sein.
Claims (3)
1. Panzerung mit mindestens einer harten, dem Beschüß zugekehrten
Außenschicht und M/enigstens einer weicheren Innenschicht,
bei u/elcher die aus Mehrlagenstahl bestehende Panzeru/and \i/ärmebehandelt
ist, dadurch gekennzeichnet, daß die weichere, zähe Innenschicht des Mehrlagenstahls, beispielsweise eines
Z\i/eilagenstahls, hoher Festigkeit, folgende Zusammensetzung
aufvi/eist:
a)
b)
C weniger als 0,15 %, vorzugsweise weniger als 0,12 %t
Si 0,15 bis 0,35 %, vorzugsweise 0,25 %, Mn 0,85 bis
1,60 ?d, vorzugsweise 1,20 %, P und S weniger als 0,020 %,
Ni 0,50 bis 0,80 S1 vorzugsweise 0,65 % und Al 0,020
bis 0,040 % (alle Prozentangaben in Gewichtsprozenten), Rest Fe;
während die hochharte, dem Beschüß zugekehrte Außenschicht
z. B. folgende Zusammensetzung aufweist:
C 0,35 bis 0,7 %, vorzugsweise 0,5 %, Si 0,10 bis 0,70 %
vorzugsweise 0,25 %, Mn 0,50 bis 1,00 ?&oacgr;, vorzugsweise
0,75 %, P und S jeweils weniger als 0,02 %, Cr 1,3 bis
2,6 5o, vorzugsweise 1,45 %, Ni 0,20 bis 3,60 %, vorzugsweise
0,35 %, Mo 0,40 bis 0,70 %, vorzugsweise 0,50 %, M 0,04
bis 0,30 %, vorzugsweise 0,20 (alle Angaben in Gewichtsprozenten)
Patentanwalt Rudi Beyer Gneisenaustraße 1 0-&Iacgr;030 Ratingen 6 (Hösel)
-Z-
c) und daß die chemische Zusammensetzung der harten Außensci
licht und die chemische Zusammensetzung der weicheren Innenschicht und eine Vergütungsbehandlung so aufeinander
abgestimmt worden sind, daß in der harten Außenschicht optimale Härte und in der weicheren Innenschicht optimale
Zähigkeit und Schweißeignung mit ferritischen Elektroden erreicht ist;
d) wobei die aus Mehrlagenstahl bestehende Panzerwand auf etwa 870 bis 940 Grad Celsius, vorzugsweise auf 910
Grad Celsius, erwärmt worden ist und
e) die gemäß d) erzielte Temperatur etwa eine Minute je Millimeter Gesamtdicke der Panzerwand, mindestens aber
zwanzig Minuten, insbesondere in einem Durchlaufofen, gehalten worden ist;
f) und daß die gemäß d) und e) erwärmte Panzerwand bis auf Raumtemperatur, vorzugsweise in Öl, abgeschreckt
worden ist;
g) woraufhin die gemäß f) abgeschreckte Panzerwand auf weniger als 200 Grad Celsius, vorzugsweise auf 180 Grad
Celsius, angelassen worden ist, wobei die erzielte Anlaßtemperatur mindestens zwei Minuten je Millimeter Gesamtdicke
der Panzerwand, mindestens aber zwanzig Minuten lang, insbesondere im Durchlaufofen, gehalten worden
ist;
h) woraufhin die gemäß g) behandelte Panzerwand an ruhender Luft auf Raumtemperatur abgekühlt worden ist, um die
Eignung und Handhabungsmöglichkeit als Panzerung gemäß obiger Angaben zu erreichen.
j
2. Panzerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere
Panzerwände an den weichen Innenschichten (7) durch mehrere
Strichraupen - mehrlagig - miteinander durch Schweißnähte verbunden sind (Fig. 4).
3. Panzerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei
Panzerwände oder mehr auf Gehrung derart durch an der weicheren,
zäheren Schicht vorgesehene Schweißnähte miteinander verbunden sind, daß der Panzerschutz durch die hochharte Außenschicht
bis zur gemeinsamen Gehrungsfuge reicht.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19797915552 DE7915552U1 (de) | 1979-05-30 | 1979-05-30 | Panzerung mit mindestens einer harten, dem Beschuß zugekehrten Außenschicht und wenigstens einer weicheren Innenschicht, bei welcher die aus Mehrlagenstahl bestehende Panzerwand wärmebehandelt ist |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19797915552 DE7915552U1 (de) | 1979-05-30 | 1979-05-30 | Panzerung mit mindestens einer harten, dem Beschuß zugekehrten Außenschicht und wenigstens einer weicheren Innenschicht, bei welcher die aus Mehrlagenstahl bestehende Panzerwand wärmebehandelt ist |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE7915552U1 true DE7915552U1 (de) | 1979-11-28 |
Family
ID=6704441
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19797915552 Expired DE7915552U1 (de) | 1979-05-30 | 1979-05-30 | Panzerung mit mindestens einer harten, dem Beschuß zugekehrten Außenschicht und wenigstens einer weicheren Innenschicht, bei welcher die aus Mehrlagenstahl bestehende Panzerwand wärmebehandelt ist |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE7915552U1 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1052089A2 (de) * | 1999-05-11 | 2000-11-15 | Aktiengesellschaft der Dillinger Hüttenwerke | Verfahren zum Herstellen eines Verbundstahlbleches, insbesondere zum Schutz von Fahrzeugen gegen Beschusss |
DE102007041292A1 (de) | 2007-08-31 | 2009-03-05 | Rheinmetall Landsysteme Gmbh | Modularer, adaptierbarer ballistischer Schutzaufbau insbesondere für einen Waffenturm |
DE202010016776U1 (de) | 2010-12-18 | 2011-02-24 | Rheinmetall Landsysteme Gmbh | Schutzvorrichtung vor ballistischen und schockwellenartigen Blast |
DE202010016777U1 (de) | 2010-12-18 | 2011-02-24 | Rheinmetall Landsysteme Gmbh | Schutzvorrichtung vor ballistischen und schockwellenartigen Blast |
EP3128283B1 (de) | 2012-01-24 | 2018-09-12 | Krauss-Maffei Wegmann GmbH & Co. KG | Schutzelement zum schutz gegen ballistische geschosse und militärisches fahrzeug |
-
1979
- 1979-05-30 DE DE19797915552 patent/DE7915552U1/de not_active Expired
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP1052089A2 (de) * | 1999-05-11 | 2000-11-15 | Aktiengesellschaft der Dillinger Hüttenwerke | Verfahren zum Herstellen eines Verbundstahlbleches, insbesondere zum Schutz von Fahrzeugen gegen Beschusss |
EP1052089A3 (de) * | 1999-05-11 | 2002-04-17 | Aktiengesellschaft der Dillinger Hüttenwerke | Verfahren zum Herstellen eines Verbundstahlbleches, insbesondere zum Schutz von Fahrzeugen gegen Beschuss |
DE102007041292A1 (de) | 2007-08-31 | 2009-03-05 | Rheinmetall Landsysteme Gmbh | Modularer, adaptierbarer ballistischer Schutzaufbau insbesondere für einen Waffenturm |
US8297170B2 (en) | 2007-08-31 | 2012-10-30 | Rheinmetall Landsysteme Gmbh | Modular, adaptable ballistic protective construction in particular for a weapons turret |
DE202010016776U1 (de) | 2010-12-18 | 2011-02-24 | Rheinmetall Landsysteme Gmbh | Schutzvorrichtung vor ballistischen und schockwellenartigen Blast |
DE202010016777U1 (de) | 2010-12-18 | 2011-02-24 | Rheinmetall Landsysteme Gmbh | Schutzvorrichtung vor ballistischen und schockwellenartigen Blast |
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