EP1959223A2

EP1959223A2 - Method for manufacturing a composite armour panel

Info

Publication number: EP1959223A2
Application number: EP08002139A
Authority: EP
Inventors: Norbert Keil; Jürgen Weber
Original assignee: Krauss Maffei Wegmann GmbH and Co KG
Current assignee: Krauss Maffei Wegmann GmbH and Co KG
Priority date: 2007-02-14
Filing date: 2008-02-06
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2028-02-06
Also published as: DE502008002989D1; ATE503981T1; EP1959223B1; ES2361376T3; EP1959223A3

Abstract

In a process to manufacture armour plate, the plate consists of a predetermined number of one or more layer rows of energy-absorbing elements (29) in contact with other at regular points. The elements are placed within a form in the required array and then bonded together by an adhesive and allowed to cure. The void between the elements and between the elements and the form are then filled with a semi-liquid casting mass which is then allowed to cure.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundpanzerungselements, wie beispielsweise eine Verbundpanzerplatte oder eine flexible Verbundpanzermatte, zum Schutz vor Geschossen mit hoher kinetischer Energie, wobei das Verbundpanzerungselement mindestens eine Lage aus einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten, Energie verbrauchenden Elementen enthält, die mit einer Vergussmasse vergossen werden.The invention relates to a method for producing a composite armor element, such as a composite armor plate or a flexible composite armor mat, for protection against high kinetic energy projectiles, wherein the composite armor element comprises at least one layer of a plurality of juxtaposed, energy-consuming elements, which with a potting compound to be shed.

Derartige Verbundpanzerungselemente sind an sich bekannt. Eine Verbundpanzerplatte wird beispielsweise in der DE 696 00 574 T2 beschrieben. Bei derartigen Verbundpanzerplatten bestehen die Energie verbrauchenden Elemente aus einem hochharten metallischen oder nicht metallischen Werkstoff und können die verschiedensten Geometrien aufweisen.Such composite armor elements are known per se. A composite armor plate is used for example in the DE 696 00 574 T2 described. In such composite armor plates, the energy-consuming elements of a high-hardness metallic or non-metallic material and can have a variety of geometries.

Bei der Herstellung der Verbundpanzerungselemente müssen die Energie verbrauchenden Elemente positionsgenau, beispielsweise in einer Form wie ein Rahmen, platziert werden, um schließlich mit der Vergussmasse, beispielsweise Elastomeren oder sonstigen Gießmassen, miteinander verbunden zu werden. Dieses Verfahren hat sich vor allem bei größeren Verbundpanzerungselementen, bei denen mehr als tausend Elemente verlegt werden, als sehr arbeits- und zeitintensiv erwiesen und verursacht hohe Kosten.In the manufacture of the composite armor elements, the energy-consuming elements must be positioned precisely, for example in a form such as a frame, to be finally connected to the potting compound, such as elastomers or other casting compounds. This method has proved to be very laborious and time-consuming, especially for larger composite armor elements, in which more than a thousand elements are laid, and causes high costs.

Die DE 103 13 231 A1 beschreibt ein hochfestes Flächengebilde mit einer Vielzahl von Einzelkörpern, die zunächst zu einem dreidimensionalen und insgesamt flächigen Verbundkörper zusammengesetzt werden, wobei die Einzelkörper miteinander durch Kleben, Löten, Pressen oder Schweißen miteinander verbunden werden. Dieser Verbundkörper wird dann mit einem Backing-Material wie Fasergewebe oder Blech verbunden. Für den Fall, dass Spalten zwischen den Einzelkörpern vorgesehen sind, werden diese Spalten vollständig beispielsweise durch einen Kleber gefüllt. Die Einzelkörper sind als Pyramiden, Tetraeder, Pentaeder und/oder Hexaeder ausgeformt, so dass sie gerade Kanten und ebene Oberflächen aufweisen.The DE 103 13 231 A1 describes a high-strength sheet having a plurality of individual bodies, which are first assembled into a three-dimensional and overall flat composite body, wherein the individual bodies are joined together by gluing, soldering, pressing or welding. This composite is then bonded to a backing material such as fibrous web or sheet. In the event that gaps between the individual bodies are provided, these columns are completely filled, for example by an adhesive. The individual bodies are formed as pyramids, tetrahedrons, pentahedrons and / or hexahedra, so that they have straight edges and flat surfaces.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundpanzerungselements mit den eingangs angegeben Merkmalen zu schaffen, mit dem die Herstellung des Verbundpanzerungselements hinsichtlich Zeit- und Kostenaufwand erheblich vereinfacht werden kann.The invention has for its object to provide a method for producing a composite armor element with the features specified, with which the production of the composite armor element can be considerably simplified in terms of time and cost.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.The solution of this object is achieved according to the invention with the features of claim 1. Advantageous developments of the method according to the invention are described in the dependent claims.

Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, jeweils eine vorgegebene Anzahl der Energie verbrauchenden Elemente in Kleinbaugruppen vorzukonfigurieren, indem die Elemente nebeneinander angeordnet und an bestimmten Stellen, insbesondere mittels eines vorzugsweise schnellhärtenden Klebstoffes, miteinander verbunden werden, wobei die Verbindungen teilweise wieder gelöst werden. Auf diese Weise können vorkonfigurierte Gebilde geschaffen werden, in denen die Elemente in einer Reihe, in einer Fläche oder auch räumlich angeordnet sind und durch die Verbindung mindestens während eines vorgegebenen Zeitabschnitts aneinander fixiert sind. Besonders bevorzugt werden die Elemente in Reihen kettenförmig miteinander verbunden. Die Weiterverarbeitung der Kleinbaugruppen erfolgt dadurch, dass die Elemente in eine Form eingelegt werden, wobei abschließend die Vergussmasse eingebracht wird.A basic idea of the invention is to preconfigure in each case a predetermined number of the energy-consuming elements in small assemblies by arranging the elements next to one another and interconnecting them at certain points, in particular by means of a preferably fast-curing adhesive, the connections being partially released again. In this way, preconfigured structures can be created, in which the elements are arranged in a row, in a surface or even spatially and are fixed together by the connection at least during a predetermined period of time. Particularly preferably, the elements are connected in rows in chains. The further processing of the small assemblies is effected in that the elements are inserted into a mold, wherein finally the potting compound is introduced.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass, insbesondere bei einer kettenförmigen Ausgestaltung, die Kleinbaugruppen in großen Stückzahlen gefertigt werden können, da sie zunächst unabhängig von der Geometrie und Größe des konkreten Verbundpanzerungselements hergestellt werden. Bei dem Einsetzen in ein Verbundpanzerungselement mit vorgegebener Geometrie und Größe, beispielsweise zum Schutz einer Kampfpanzertüre, kann dann die entsprechende Form mit den vorkonfigurierten Kleinbaugruppen befüllt werden. An den Rändern können dann einzelne oder mehrere, gelöste Elemente verwendet werden, d.h. es lassen sich Unterbaugruppen aus den Kleinbaugruppen dadurch lösen, dass die Kleinbaugruppen je nach Bedarf beispielsweise gebrochen werden ("Toblerone-Prinzip"). Die lösbaren Verbindungen stellen somit Sollbruchstellen dar.A particular advantage of the invention is that, especially in a chain-like configuration, the small assemblies can be manufactured in large quantities, since they are initially produced independently of the geometry and size of the concrete composite armor element. When inserting into a composite armor element with predetermined geometry and size, for example, to protect a battle tank door, then the corresponding shape can be filled with the preconfigured small assemblies. At the edges then single or multiple, dissolved elements can be used, ie it can sub-assemblies from the Solve small assemblies by, for example, breaking the small assemblies as needed ("Toblerone Principle"). The detachable connections thus represent predetermined breaking points.

Beispielsweise kann bei einer kettenförmigen Anordnung von z.B. zehn Elementen die Verbindung zwischen dem sechsten und siebten Element gelöst werden, so dass eine Unterbaugruppe mit sechs und eine Unterbaugruppe mit vier jeweils miteinander verbundenen Elementen entsteht, die dann verbaut werden können. Somit erfolgt das zumindest teilweise Lösen vor dem Einbringen der Kleinbaugruppen in die Form.For example, in a chain arrangement of e.g. ten elements the connection between the sixth and seventh element are solved, so that a subassembly with six and a subassembly with four interconnected elements arises, which can then be installed. Thus, the at least partial release takes place before the introduction of the small assemblies in the mold.

Es kann jedoch auch ein Lösen der Verbindungen nach dem Einbringen in die Form vorteilhaft sein. Insbesondere bei einer manuellen erzeugten Verbindung der Elemente miteinander kann bei dem Einlegen in die Form das Problem auftreten, dass sich auf Grund kleiner Unregelmäßigkeiten kein homogenes Legebild, sondern beispielsweise ein welliges Legebild ergibt, bei dem die Elemente einen geringen Versatz insbesondere in der Höhe aufweisen. Dies ist vor allem dann nachteilig, wenn eine ebene Abschlussschicht wie eine Abschlussplatte aufgebracht werden soll, da diese dann nicht gleichmäßig auf den Elementen, sondern nur punktuell auf einzelnen Elementen aufliegt, so dass bei einem Beschuss die Kräfte in nachteiliger Weise nicht gleichmäßig verteilt werden.However, it may also be advantageous to dissolve the compounds after introduction into the mold. In particular, in a manually generated connection of the elements with each other can occur when inserting into the form of the problem that due to small irregularities no homogeneous lenticular image, but for example, a wavy Legebild results, in which the elements have a small offset, especially in height. This is especially disadvantageous if a flat top layer is to be applied as an end plate, as this then rests not evenly on the elements, but only at certain points on individual elements, so that in a bombardment, the forces are disadvantageously not evenly distributed.

Zudem können Vorspannungen auftreten, so dass die aus den verbundenen Elementen bestehenden Kleinbaugruppen nicht in die Form eingepasst werden können. Ferner können sich dann Probleme ergeben, wenn in die Form auch andere Formstücke eingebracht werden sollen, wie beispielsweise Formstücke aus einem weicheren Material, die dazu dienen, eine Durchbohrbarkeit des Verbundpanzerungselements zu Montagezwecken beispielsweise an einem Fahrzeug zu ermöglichen. Auch hierbei kann bei einer starren Verbindung der Nachteil entstehen, dass die Einpassung der Elemente zusammen mit dem Formstück in den Rahmen nicht gewährleistet ist.In addition, biases can occur, so that the existing of the connected elements small assemblies can not be fitted into the mold. Furthermore, then problems may arise if other fittings are to be introduced into the mold, such as fittings made of a softer material, the serve to allow a pierceability of the composite armor element for assembly purposes, for example on a vehicle. Again, in a rigid connection, the disadvantage that the fit of the elements together with the fitting is not guaranteed in the frame.

Aus diesem Grund können die Verbindungen zwischen den einzelnen Elemente erfindungsgemäß vor dem Vergießen mit der Vergussmasse zumindest teilweise wieder gelöst werden.For this reason, according to the invention, the connections between the individual elements can be at least partially released again prior to casting with the potting compound.

Die Verbindung zwischen den Elementen ist somit derart ausgestaltet, dass sie auf der einen Seite ausreichend stark ist bzw. ausreichend lange anhält, um die Elemente vorzukonfigurieren und in die Form einzubringen. Auf der anderen Seite darf die Verbindung nicht zu stark sein bzw. zu lange anhalten, d.h. die Verbindung muss, insbesondere manuell, lösbar bzw. temporär sein.The connection between the elements is thus designed such that it is sufficiently strong on the one hand or stops long enough to preconfigure the elements and to introduce them into the mold. On the other hand, the connection must not be too strong or last too long, i. the connection must be, in particular manually, detachable or temporary.

Das Lösen der Verbindungen kann auf verschiedene Arten, manuell oder automatisch erfolgen. Wenn die Elemente durch Kleben, Punktschweißen oder Löten miteinander verbunden sind, kann die Verbindung durch eine gezielte mechanische Überlastung, z. B. verursacht durch Klopfen, Schlagen, Druck o.ä. gelöst werden. Der gewünschte Kohäsionsbruch bzw. Adhäsionsbruch der Verbindung kann u. a. durch einen Hammerschlag erfolgen. Bei einer einfachen Ausgestaltung erfolgt das Lösen beispielsweise durch eine ebene Platte, die auf die in der Form befindlichen Elemente, insbesondere manuell, gepresst oder geschlagen wird, so dass sich die Verbindungen teilweise lösen und sich das Legebild setzen kann, wodurch zudem eine homogene, regelmäßige Lage erzeugt wird, ohne dass einzelne Elemente hervorstehen.The connection can be released in different ways, manually or automatically. If the elements are bonded together by gluing, spot welding or soldering, the connection may be achieved by a targeted mechanical overload, e.g. B. caused by knocking, hitting, pressure or the like. be solved. The desired cohesive failure or adhesion breakage of the compound can be done, inter alia, by a hammer blow. In a simple embodiment, the release, for example, by a flat plate, which is on the in-mold elements, in particular manually, pressed or beaten, so that the compounds partially solve and can set the Legebild, which also has a homogeneous, regular Layer is created without individual elements protruding.

Bei einer anderen Ausgestaltung wird eine temporäre Ausgestaltung dadurch erreicht, dass ein Kleber mit temporären Klebeigenschaften verwendet wird. Ferner kann ein Wachs verwendet werden, welches schmilzt, wenn die Form mit den Elementen erwärmt wird. Des Weiteren kann eine flüssigkeitslösliche, beispielsweise salzbasierte, Verbindung verwendet werden, so dass z.B. Wasser über die Form mit den Elementen gegossen werden kann, wodurch sich die Verbindungen lösen.In another embodiment, a temporary configuration is achieved by using an adhesive having temporary adhesive properties. Further, a wax may be used which melts when the mold is heated with the elements. Furthermore, a liquid-soluble, for example salt-based, compound can be used, so that e.g. Water can be poured over the mold with the elements, which dissolve the compounds.

Als Klebstoff zur zeitweisen Verbindung der Elemente kann beispielsweise ein Cyanacrylat-Klebstoff verwendet werden, es kann aber auch ein Epoxidharz, ein Phenolharz, ein Copolyester, ein Polyamidharz oder Silikon verwendet werden. Als wasserlöslicher Klebstoff kann beispielsweise Tapetenkleister oder Holzleim verwendet werden. Um eine gute Trennbarkeit der Verbindung durch kurzzeitige Überbelastung zu erreichen, werden bevorzugt spröde hochvernetzte Klebstoffsysteme, wie warmfeste Epoxidharze, verwendet.As the adhesive for temporarily bonding the elements, for example, a cyanoacrylate adhesive may be used, but an epoxy resin, a phenol resin, a copolyester, a polyamide resin or silicone may also be used. For example, wallpaper paste or wood glue can be used as the water-soluble adhesive. In order to achieve a good separability of the compound by brief overload, preferably brittle highly crosslinked adhesive systems, such as heat-resistant epoxy resins are used.

Ebenso kann eine Kombination aus verschiedenen Klebstoffen verwendet werden. Die Energie verbrauchenden Elemente können vor dem Verkleben zusätzlich mit einem Primer bzw. Haftvermittler behandelt werden, beispielsweise mit Silanen.Likewise, a combination of different adhesives can be used. The energy-consuming elements may additionally be treated with a primer or adhesion promoter before bonding, for example with silanes.

Die vorkonfigurierten Baugruppen können auch zu dreidimensionalen Gebilden aus Energie verbrauchenden Elementen zusammengefügt werden. Weiterhin können zum kurzzeitigen Fixieren der Energie verbrauchenden Elemente in einer vorgegebenen Anordnung während der Vorkonfiguration Hilfsvorrichtungen verwendet werden wie beispielsweise Wachs- oder Kunststoffformen. Die Hilfsvorrichtungen können auch aus wasserlöslichen Formmassen bestehen und beispielsweise als Gips- oder Salzformen ausgebildet sein.The preconfigured assemblies can also be assembled into three-dimensional structures of energy-consuming elements. Furthermore, auxiliary devices such as wax or plastic molds can be used for temporary fixing of the energy-consuming elements in a predetermined arrangement during preconfiguration. The auxiliary devices may also consist of water-soluble molding compositions and be formed for example as gypsum or salt forms.

Die Anordnung der Energie verbrauchenden Elemente und/oder das Aufbringen des Verbindungsmittels kann auch maschinell durchgeführt werden. Hierbei können beispielsweise die Energie verbrauchenden Elemente mittels eines Wendel-Linearförderers oder eines Roboters angeordnet und an den Berührungsstellen mittels des Klebstoffes verbunden werden. Dabei kann das Aufbringen des Klebstoffes von Hand oder über maschinell gesteuerte Klebstoff-Dosieranlagen erfolgen. Auch ist es möglich, zum kurzzeitigen Fixieren der Energie verbrauchenden Elemente aneinander während der Vorkonfiguration mit Vakuum arbeitende Vorrichtungen zu verwenden wie beispielsweise Vakuumsaugmatten, Flachsauggreifer, Balgsauggreifer oder Greifer mit speziellen Wirkprinzipien.The arrangement of the energy-consuming elements and / or the application of the bonding agent can also be performed by machine. Here, for example, the energy-consuming elements can be arranged by means of a helical linear conveyor or a robot and connected to the contact points by means of the adhesive. In this case, the application of the adhesive can be done by hand or by machine-controlled adhesive dosing. It is also possible to use for short-term fixing of the energy-consuming elements to each other during the pre-configuration with vacuum working devices such as vacuum suction mats, Flachsauggreifer, Bellowsauggreifer or gripper with special principles of action.

Im Folgenden werden anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen die Möglichkeiten des erfindungsgemäßen Verfahrens noch einmal dargestellt.In the following, the possibilities of the method according to the invention will be shown once again with reference to exemplary embodiments illustrated in the drawings.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: eine Verbundpanzerplatte in einer ersten Ausführungsform im Vertikalschnitt;
Fig. 2: eine Verbundpanzerplatte in einer zweiten Ausführungsform in einer Darstellung analog Fig. 1;
Fig. 3: eine Verbundpanzerplatte in einer dritten Ausführungsform in einer Darstellung analog Fig. 1;
Fig. 4: eine Verbundpanzerplatte in einer vierten Ausführungsform in einer Darstellung analog Fig. 1;
Fig. 5: in einer perspektivischen Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel für vorkonfigurierte, energieverbrauchende Elemente innerhalb einer Hilfsvorrichtung;
Fig. 6: einen Schnitt nach der Linie Vl-Vl in Fig. 5;
Fig. 7: in einer Darstellung analog Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel für vorkonfigurierte, energieverbrauchende Elemente innerhalb einer Hilfsvorrichtung;
Fig. 8: einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII in Fig. 7;
Fig. 9: in einer Darstellung analog Fig. 5 ein drittes Ausführungsbeispiel für vorkonfigurierte, energieverbrauchende Elemente innerhalb einer Hilfsvorrichtung;
Fig. 10: einen Schnitt nach der Linie X-X in Fig. 9;
Fig. 11: eine Verbundpanzerplatte in einer fünften Ausführungsform mit teilweise vor dem Einbringen in eine Form gelösten Verbindungen zwischen den energieverbrauchenden Elementen in der Draufsicht;
Fig. 12: die Verbundpanzerplatte nach Fig. 11 in der Seitenansicht; und
Fig. 13: die Verbundpanzerplatte nach Fig. 11 mit teilweise nach dem Einbringen in eine Form gelösten Verbindungen zwischen den energieverbrauchenden Elementen.

In the drawings show:

Fig. 1: a composite armor plate in a first embodiment in vertical section;
Fig. 2: a composite armor plate in a second embodiment in a representation analog Fig. 1 ;
Fig. 3: a composite armor plate in a third embodiment in a representation analog Fig. 1 ;
Fig. 4: a composite armor plate in a fourth embodiment in a representation analog Fig. 1 ;
Fig. 5: in a perspective view of a first embodiment of preconfigured, energy-consuming elements within an auxiliary device;
Fig. 6: a section along the line Vl-Vl in Fig. 5 ;
Fig. 7: in a representation analog Fig. 5 a second embodiment of preconfigured, energy consuming elements within an auxiliary device;
Fig. 8: a section along the line VIII-VIII in Fig. 7 ;
Fig. 9: in a representation analog Fig. 5 a third embodiment of preconfigured, energy consuming elements within an auxiliary device;
Fig. 10: a section along the line XX in Fig. 9 ;
Fig. 11: a composite armor plate in a fifth embodiment with partially dissolved before being introduced into a form connections between the energy-consuming elements in plan view;
Fig. 12: the composite armor plate after Fig. 11 in the side view; and
Fig. 13: the composite armor plate after Fig. 11 with partially dissolved after the introduction into a form connections between the energy-consuming elements.

Fig. 1 zeigt im Querschnitt eine Verbundpanzerplatte als Verbundpanzerungselement mit zwei übereinanderliegenden Lagen von stabförmigen, Energie verbrauchenden Elementen 3, welche in nicht dargestellter Weise hintereinander in Reihen angeordnet sind. Die Verbundpanzerplatte weist weiterhin eine äußere Deckschicht 1 und eine Abschlussschicht 4 auf, die mit Hilfe einer Vergussmasse 2 aus Epoxidharz mit der aus den Elementen 3 bestehenden Baugruppe verklebt sind. Die im Querschnitt sechseckigen Elemente 3 wurden vor dem Einbringen in die Verbundpanzerplatte vorkonfiguriert, indem sie in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise angeordnet und an vorgegebenen Punkten 5 in den jeweils aneinander angrenzenden Eckbereichen mittels eines schnellhärtenden Klebstoffes, beispielsweise Cyanacrylat-Klebstoff, miteinander verbunden wurden, so dass eine zumindest bis zum Einbringen in die Verbundpanzerplatte zusammenhängende Baugruppe entstand. Fig. 1 shows in cross section a composite armor plate as a composite armor element with two superimposed layers of rod-shaped, energy-consuming elements 3, which are arranged in a manner not shown one behind the other in rows. The composite armor plate further comprises an outer cover layer 1 and a cover layer 4, which glued by means of a potting compound 2 made of epoxy resin with the assembly consisting of the elements 3 are. The cross-section hexagonal elements 3 were preconfigured prior to insertion into the composite armor plate by placing them in the Fig. 1 arranged apparent manner and at predetermined points 5 in each adjacent corner areas by means of a fast-curing adhesive, such as cyanoacrylate adhesive, were joined together, so that arose at least until the introduction into the composite armor plate assembly.

Fig. 2 zeigt im Querschnitt eine weitere Ausführungsform einer Verbundpanzerplatte mit zwei übereinanderliegenden Lagen von stabförmigen, Energie verbrauchenden Elementen 3' mit dreieckigem Querschnitt. Die Elemente 3' der beiden Lagen sind vor dem Einbringen in die Verbundpanzerplatte mit der äußeren Deckschicht 1 und der Abschlussschicht 4 an vorgegebenen Stellen 5' der aneinander angrenzenden Berührungsflächen miteinander verklebt worden und dann mittels der Vergussmasse 2' mit Deckschicht 1 und Abschlussschicht 4 verklebt worden. Fig. 2 shows in cross section a further embodiment of a composite armor plate with two superimposed layers of rod-shaped, energy-consuming elements 3 'with triangular cross-section. Before being introduced into the composite armor plate, the elements 3 'of the two layers have been glued together with the outer cover layer 1 and the cover layer 4 at predetermined locations 5' of the adjoining contact surfaces and then bonded to the cover layer 1 and the cover layer 4 by means of the potting compound 2 ' ,

Fig. 3 zeigt im Querschnitt eine dritte Ausführungsform einer Verbundpanzerplatte mit zwei übereinanderliegenden Lagen von stabförmigen, Energie verbrauchenden Elementen 3a und 3b. Die in der oberen Lage angeordneten Elemente 3a besitzen eine halbzylindrische Querschnittsform, während die in der unteren Lage angeordneten Elemente 3b eine vollzylindrische Querschnittsform besitzen. Die vorkonfigurierte Baugruppe bestand aus den in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise angeordneten Elementen 3a und 3b, die an den Berührungsstellen 5a und 5b der Oberflächen miteinander verklebt wurden. Fig. 3 shows in cross section a third embodiment of a composite armor plate with two superimposed layers of rod-shaped energy-consuming elements 3a and 3b. The arranged in the upper layer elements 3a have a semi-cylindrical cross-sectional shape, while arranged in the lower layer elements 3b have a fully cylindrical cross-sectional shape. The preconfigured assembly consisted of those in the Fig. 3 evidently arranged elements 3a and 3b, which were glued together at the contact points 5a and 5b of the surfaces.

Beim Einbringen in die Verbundpanzerplatte wurden die weiteren Zwischenräume mit der Vergussmasse 2 gefüllt, mit der die Baugruppe auch mit der Deckschicht 1 und mit der Abschlussschicht 4 verklebt wurde.When introduced into the composite armor plate, the further interstices were filled with the potting compound 2, with which the assembly was also bonded to the cover layer 1 and to the top layer 4.

Fig. 4 zeigt im Querschnitt eine vierte Ausführungsform einer Verbundpanzerplatte mit nur einer Lage von stabförmigen, Energie verbrauchenden Elementen 3a', die neben- und hintereinander angeordnet sind. Die Elemente 3a' weisen einen oberen abgerundeten Abschnitt und einen unteren eckigen Abschnitt im Querschnitt auf. Bei der Vorkonfiguration wurden die Elemente 3a' an den Berührungsstellen 5a' miteinander verklebt und dann in die Verbundpanzerplatte zwischen Deckschicht 1 und Abschlussschicht 4 eingebracht, wobei die Verklebung mit diesen Schichten und die Ausfüllung der Zwischenräume durch die Vergussmasse 2 erfolgt. Fig. 4 shows in cross section a fourth embodiment of a composite armor plate with only one layer of rod-shaped, energy-consuming elements 3a ', which are arranged side by side and behind one another. The elements 3a 'have an upper rounded portion and a lower angular portion in cross section. In the pre-configuration, the elements 3a 'at the contact points 5a' were glued together and then introduced into the composite armor plate between the top layer 1 and top layer 4, wherein the bonding with these layers and the filling of the interstices by the potting compound 2 takes place.

Die Fig. 5 bis 10 zeigen einen wesentlichen Schritt beim Herstellungsverfahren der Verbundpanzerplatte, nämlich jeweils die Anordnung einer vorgegebenen Anzahl der energieverbrauchenden Elemente innerhalb einer Hilfsvorrichtung, in welcher die Vorkonfiguration durchgeführt wird.The Fig. 5 to 10 show an essential step in the manufacturing process of the composite armor plate, namely the arrangement of a given number of energy-consuming elements within an auxiliary device in which the pre-configuration is performed.

Die Fig. 5 und 6 zeigen in einem ersten Ausführungsbeispiel kugelförmige Elemente, die in drei Reihen 7.1, 7.2 und 7.3 nebeneinander innerhalb einer Hilfsvorrichtung 6, bei der es sich beispielsweise um eine wasserlösliche Salzform handeln kann, angeordnet sind. Die Anordnung ist so, dass die mittlere Reihe 7.2 gegenüber den Reihen 7.1 und 7.3 um einen Kugelradius versetzt angeordnet ist. Jede der Kugeln ist mit jeder der benachbarten Kugeln an den Berührungsstellen mittels eines schnellhärtenden Klebstoffes, wie weiter oben erwähnt, verbunden. Es ergeben sich durch die gewählte Anordnung Klebestellen 8.1, die in Längsrichtung der Kugelreihen angeordnet sind, sowie Klebestellen 8.2 und 8.3, die jeweils schräg zur Längsrichtung der Kugelreihen angeordnet sind. Nach dem Aushärten des Klebstoffes kann die Hilfsvorrichtung 6 aufgelöst werden und die vorkonfigurierte Baugruppe zur weiteren Herstellung der Verbundpanzerplatte verwendet werden. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 und 8 sind zylinderförmige Elemente in drei Reihen auf ihren Mantelflächen aufliegend und mit parallel zueinander ausgerichteten Längsachsen innerhalb der als Salzform ausgebildeten Hilfsvorrichtung 16 angeordnet. Dabei ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel die mittlere Reihe 17.2 gegenüber den beiden äußeren Reihen 17.1 und 17.3 um einen Zylinderradius versetzt angeordnet. Die Klebestellen liegen hier einerseits in Längsrichtung jeder Reihe angeordnet in den Zwickeln zwischen jeweils zwei benachbarten Elementen, in die der Klebstoff 18 eingebracht ist. Durch diese Klebestellen sind gleichzeitig die Reihen 17.1, 17.2 und 17.3 miteinander verbunden, so dass nach Aushärten des Klebstoffes eine vorkonfigurierte Baugruppe aus den drei Reihen 17.1, 17.2 und 17.3 der Elemente erhalten wird, die dann zur Weiterverarbeitung verwendet werden kann.The Fig. 5 and 6 show in a first embodiment spherical elements, which are arranged in three rows 7.1, 7.2 and 7.3 side by side within an auxiliary device 6, which may be, for example, a water-soluble salt form. The arrangement is such that the middle row 7.2 is arranged offset from the rows 7.1 and 7.3 by a spherical radius. Each of the balls is connected to each of the adjacent balls at the points of contact a fast-curing adhesive, as mentioned above, connected. It results from the selected arrangement splices 8.1, which are arranged in the longitudinal direction of the rows of balls, and splices 8.2 and 8.3, which are each arranged obliquely to the longitudinal direction of the rows of balls. After curing of the adhesive, the auxiliary device 6 can be dissolved and the preconfigured assembly used to further manufacture the composite armor plate. In the embodiment according to Fig. 7 and 8th are cylindrical elements in three rows resting on their lateral surfaces and arranged with parallel longitudinal axes within the formed as a salt form auxiliary device 16. In this case, the middle row 17.2 is offset relative to the two outer rows 17.1 and 17.3 offset by a cylinder radius in this embodiment. The splices are here on the one hand in the longitudinal direction of each row arranged in the gussets between each two adjacent elements, in which the adhesive 18 is introduced. Through these splices, the rows 17.1, 17.2 and 17.3 are simultaneously connected to each other, so that after curing of the adhesive, a preconfigured assembly of the three rows 17.1, 17.2 and 17.3 of the elements is obtained, which can then be used for further processing.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 9 und 10 ist eine Reihe von zylinderförmigen Elementen 27 aufrechtstehend mit parallel zueinander stehenden Längsachsen in der als Salzform ausgebildeten Hilfsvorrichtung 26 angeordnet. Auch hier liegen die Klebestellen in den Zwickeln der einander benachbarten Elemente, in welche der Klebstoff 28 eingebracht ist. Hier wird nach dem Aushärten des Klebstoffes 28 und dem Auflösen der Hilfsvorrichtung 26 eine aus einer Reihe bestehende vorkonfigurierte Baugruppe erhalten, die zur Herstellung der Verbundpanzerplatte verwendet werden kann.In the embodiment of the Fig. 9 and 10 is a series of cylindrical elements 27 arranged upright with mutually parallel longitudinal axes in the formed as a salt auxiliary device 26. Again, the splices are in the interstices of the adjacent elements, in which the adhesive 28 is introduced. Here, after the curing of the adhesive 28 and the dissolution of the auxiliary device 26, one of a series obtained preconfigured assembly, which can be used to produce the composite armor plate.

Die Fig. 11 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer Verbundpanzerplatte in der Draufsicht. Die Verbundpanzerplatte besteht aus einer Form 50, in die energieverbrauchende Elemente 29 vor dem Verguss eingebracht werden. Die energieverbrauchenden Elemente 29 sind zu Fünfer-Einheiten 36 riegelförmig vorkonfiguriert. Die Verbindung 30 zwischen den Elementen 29 einer Fünfer-Einheit 36 erfolgt über einen Kleber, wie ein Cyanacrylat-Klebstoff. Die einzelnen Elemente 29 sind kugelförmig. Die Fig. 12 zeigt die Verbundpanzerplatte mit den über die Verbindungen 30 zu Fünfer-Einheiten 36 zusammengesetzten und in die Form 50 eingelegten Elementen 29. Durch die Verwendung von Fünfer-Einheiten 36 kann das Einlegen der Elemente 29 deutlich schneller erfolgen als bei der Handhabung von Einzelelementen.The Fig. 11 shows a further embodiment of a composite armor plate in plan view. The composite armor plate consists of a mold 50, are introduced into the energy-consuming elements 29 before potting. The energy consuming elements 29 are preconfigured to five-unit 36 bar-shaped. The connection 30 between the elements 29 of a five-unit 36 via an adhesive, such as a cyanoacrylate adhesive. The individual elements 29 are spherical. The Fig. 12 shows the composite armor plate with the composite via the connections 30 to five-unit 36 and inserted into the mold 50 elements 29. By the use of fives units 36, the insertion of the elements 29 can be done much faster than in the handling of individual elements.

Für das spätere Bohren der Verbundpanzerplatten-Befestigungslöcher werden Formteile 32, beispielsweise aus Balsa-Holz, in die Form 50 eingelegt.For later drilling of the composite armor plate mounting holes molded parts 32, for example made of balsa wood, are inserted into the mold 50.

Aufgrund der variablen Geometrie der Verbundpanzerplatte werden nicht überall die vollständigen, vorkonfigurierten Fünfer-Einheiten 36 benötigt. Aus diesem Grund ist die Klebeverbindung 30 derart ausgeführt, dass die Fünfer-Einheiten 36 manuell gebrochen werden können ("Toblerone-Prinzip"), so dass je nach Bedarf auch Einheiten 31, 33 mit ein bis vier Elementen 29 in die Form 50 eingelegt werden können.Due to the variable geometry of the composite armor plate, the complete, preconfigured fivefold units 36 are not needed everywhere. For this reason, the adhesive joint 30 is designed such that the five-unit units 36 can be broken manually ("Toblerone principle"), so that units 31, 33 with one to four elements 29 are inserted into the mold 50 as required can.

Die Hohlräume 34 können nach dem Einlegen der Elemente 29 mit einer Vergussmasse gefüllt werden.The cavities 34 can be filled after inserting the elements 29 with a potting compound.

Die Fünfer-Einheiten 36 können Fertigungstoleranzen aufweisen. Zudem kann durch das manuelle Einlegen der Elemente 29 in die Form 50 ein welliges Erscheinungsbild der Elemente 29 nicht vermieden werden. Die dadurch entstehenden Spalte 35 zwischen den Elementen 29 und die sich an anderer Stelle ergebende Vorspannung sind ballistisch nachteilig. Aus diesem Grund wird eine mechanische Kraft 37, wie z. B. in Fig. 13 dargestellt, auf die Verbundpanzerplatte ausgeübt. Diese Kraft kann beispielsweise durch einen Hammerschlag ausgeübt werden. Durch die kurzzeitige Einwirkung der Kraft 37 werden die temporären Klebeverbindungen 30 teilweise überlastet, so dass ein Adhäsions- bzw. ein Kohäsionsbruch der Klebeverbindungen 30 zwischen den in die Form 50 eingelegten Elementen 29 erfolgt. Somit wird erreicht, dass sich ein gesetztes Legebild der Elemente 29 ergibt, wobei die Spalte 40 zwischen den Elementen 29 minimiert werden und sich eine erhöhte ballistische Schutzwirkung der Verbundpanzerplatte ergibt.The five-unit 36 may have manufacturing tolerances. In addition, by the manual insertion of the elements 29 in the mold 50, a wavy appearance of the elements 29 can not be avoided. The resulting gaps 35 between the elements 29 and the elsewhere resulting bias are ballistically disadvantageous. For this reason, a mechanical force 37, such. In Fig. 13 shown exerted on the composite armor plate. This force can be exerted by a hammer blow, for example. Due to the brief action of the force 37, the temporary adhesive bonds 30 are partially overloaded, so that an adhesion or a cohesive break of the adhesive bonds 30 takes place between the elements 29 inserted in the mold 50. Thus, it is achieved that a set Legebild the elements 29 results, wherein the gaps 40 are minimized between the elements 29 and results in an increased ballistic protective effect of the composite armor plate.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Verbundpanzerungselements zum Schutz vor Geschossen, - wobei das Verbundpanzerungselement mindestens eine Lage aus einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten, Energie verbrauchenden Elementen enthält,

- wobei jeweils eine vorgegebene Anzahl der Energie verbrauchenden Elemente vorkonfiguriert wird, indem die Elemente (7.1, 17.1, 27, 29) in einer Reihe oder in einer Fläche direkt nebeneinanderliegend angeordnet und an vorgegebenen Berührungsstellen (8.1, 8.2, 8.3, 18, 28), insbesondere mittels eines Klebstoffes, mindestens während eines vorgegebenen Zeitabschnitts der Verarbeitung miteinander verbunden werden,

- wobei die Elemente in eine Form (50) eingebracht werden,

- wobei die Verbindungen vor und/oder nach dem Einbringen in die Form (50) zumindest teilweise wieder gelöst werden, und

- wobei die Elemente mit einer Vergussmasse vergossen werden.

Method for producing a composite armor element for protection from projectiles, - wherein the composite armor element contains at least one layer of a plurality of juxtaposed, energy-consuming elements,

- In each case a predetermined number of the energy-consuming elements is preconfigured by the elements (7.1, 17.1, 27, 29) arranged in a row or in a surface directly next to each other and at predetermined contact points (8.1, 8.2, 8.3, 18, 28) , in particular by means of an adhesive, for at least a predetermined period of time during the processing,

- wherein the elements are introduced into a mold (50),

- Wherein the compounds before and / or after introduction into the mold (50) are at least partially solved again, and

- Wherein the elements are cast with a potting compound.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der verwendete Klebstoff ein Cyanacrylat-Klebstoff ist.A method according to claim 1, characterized in that the adhesive used is a cyanoacrylate adhesive.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der verwendete Klebstoff ein schnellhärtendes Epoxidharz, Phenolharz, Copolyester, Polyamidharz oder Silikon ist.A method according to claim 1, characterized in that the adhesive used is a fast-curing epoxy resin, phenolic resin, copolyester, polyamide resin or silicone.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kombination aus verschiedenen Klebstoffen verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a combination of different adhesives is used.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energie verbrauchenden Elemente vor dem Verkleben zusätzlich mit einem Primer bzw. Haftvermittler behandelt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the energy-consuming elements are additionally treated with a primer or adhesion promoter prior to bonding.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendeten Klebstoffe temporäre Klebeigenschaften besitzen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the adhesives used have temporary adhesive properties.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorkonfigurierten Baugruppen zu dreidimensionalen Gebilden aus Energie verbrauchenden Elementen zusammengefügt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the preconfigured modules are assembled to form three-dimensional structures of energy-consuming elements.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung von Hilfsvorrichtungen (6, 16, 26) zum kurzzeitigen Fixieren der Energie verbrauchenden Elemente in einer vorgegebenen Anordnung während der Vorkonfiguration.Method according to one of the preceding claims, characterized by the use of auxiliary devices (6, 16, 26) for short-term fixing of the energy-consuming elements in a predetermined arrangement during the pre-configuration.

Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsvorrichtungen (6, 16, 26) aus wasserlöslichen Formmassen bestehen.A method according to claim 8, characterized in that the auxiliary devices (6, 16, 26) consist of water-soluble molding compositions.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der Energie verbrauchenden Elemente und/oder das Aufbringen des Verbindungsmittels maschinell erfolgen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the arrangement of the energy-consuming elements and / or the application of the bonding agent is carried out by machine.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum kurzzeitigen Fixieren der Energie verbrauchenden Elemente aneinander während der Vorkonfiguration mit Vakuum arbeitende Vorrichtungen verwendet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that for the temporary fixing of the energy-consuming elements to each other during the pre-configuration with vacuum-working devices are used.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinden der Elemente durch Löten, durch Schweißen, durch Wachs oder durch eine flüssigkeitslösliche Verbindung erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the joining of the elements by soldering, by welding, by wax or by a liquid-soluble compound.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente kettenförmig vorkonfiguriert werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the elements are preconfigured in a chain.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung durch mechanische Einwirkung wie Pressen oder Klopfen gelöst wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the compound is released by mechanical action such as pressing or knocking.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durchbohrbare Formstücke (32) in die Form (50) eingebracht werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that pierceable fittings (32) are introduced into the mold (50).