DE69403607T2 - Panzerungselement zum Schutz einer Struktur - Google Patents

Description

• Der technische Bereich der vorliegenden Erfindung ist der der Schutzmittel vor balistischen Aggressionen für verschiedene Strukturen mit Hilfe von unabhängigen Panzerungsmodulen.
• Der an verschiedene Strukturen wie zum Beispiel an Fahrzeuge, Schiffe, Flugzeuge oder stationäre Bauwerke anpaßbare Schutz bedingt die Durchführung unabhängiger Module mit Panzerkonzepten, die sich für die Bedrohung eignen. So kann man Strukturen konzipieren, die abnehmbare Schutzvorrichtungen aufnehmen, und die somit an die Aufgabe oder die Wünsche des Benutzers ohne weitere Änderung anpaßbar sind. Diese Strukturen können auch zeitweilig Überschutzbedingungen aufnehmen.
• Diese Module enthalten Werkstoffe aller Arten, die eventuell nicht schweißbar oder nicht bearbeitbar sind, die man aber im Inneren der Gehäuse, die auf die zu schützende Struktur befestigt werden, starr gehalten werden müssen.
• Diese Werkstoffe müssen untereinander einerseits und bezogen auf den Mantel andererseits verkeilt werden, so daß sie ohne Beschädigung und Verschlechterung ihrer balistischen Eigenschaften Schwingungen, Beschleunigungen und Kräfte aushalten, die von den Fahrbedingungen und Abschußbedingungen der Fahrzeuge, auf denen sie getragen werden, aushalten. Das muß auch gegenüber den Dehnungen gelten, die von Klimabedingungen, die zum Beispiel durch Sonnenbestrahlung oder Kälte hervorgerufen werden und für die Beständigkeit gegen alle Faktoren, die ihre Zerstörung durch Alterung oder Korrosion bewirken können.
• Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Panzerungsmodul zu liefern, das den oben dargelegten Auflagen entspricht und gleichzeitig die ursprünglichen Eigenschaften während seiner gesamten Einsatzdauer behält.
• Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Panzerungsmodul zu liefern, das sich einfach herstellen und zum Schutz der betroffenen Struktur einrichten läßt.
• Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Herstellung von Panzerungsmodulen in verschiedenen Formen zu erlauben.
• Die Erfindung hat somit zum Ziel ein Panzerungsmodul des Typs mit einem Mantel, der eine verwundbare Struktur umgibt, gekennzeichnet dadurch, daß es eine Einheit Verkeilungen enthält, die auf jeder Innenfläche des Mantels angelegt werden, um einen freien Raum zwischen dem Stapel und dem Mantel zu ergeben, der einen einspritz- oder gießbaren an Ort und Stelle polymerisierbaren Verkeilungswerkstoff aufnimmt. Das Vorwort des Anspruchs 1 beruht auf DE-A-3508848 oder US-A-4969 386.
• Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung besteht das Verkeilungsmaterial aus einem Polyurethanharz mit einer Stärke von mindestens 0,5 mm.
• Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung besteht der Stapel Panzerungselemente aus 4 Elementen, die aus der Einheit gewählt werden, die aus folgenden Werkstoffen besteht: Glas, Kautschuk, Metall, organische Stoffe, Keramik, usw.
• Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung wird zwischen zwei aufeinanderfolgende Scheiben mit einer Dichte von 0,20 eine Schicht Schaumstoff angebracht.
• Gemäß einem Durchführungsbeispiel der Erfindung besteht der Mantel des Panzerungsmoduls aus einem Gehäuse, in welchem ein Stapel untergebracht wird, und aus einem Deckel, der zum Beispiel auf das Gehäuse geschweißt wird.
• Als Variante kann dieser Mantel aus einer Einheit Platten bestehen, die auf die entsprechenden Seiten des Stapels aufgelegt und untereinander zum Beispiel verschweißt werden.
• Schließlich kann das Panzerungsmodul einen Mantel mit rechteckigem Profil in T- und Z- und Trapezo dalprofil oder Kranzteilprofil darstellen und im allgemeinen einen Mantel, dessen Profil sich an die zu schützende Struktur anpassen läßt.
• Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Tatsache, daß die Panzerungsmodule ausgehend von einem beliebigen Panzerungselement hergestellt werden können.
• Ein weiterer Vorteil besteht in der Tatsache, daß die Form der Module je nach zu schützender Struktur ohne besondere Einrichtung dieser zu schützenden Struktur angepaßt werden kann, mit Ausnahme der Befestigungsmittel der Module auf besagter Struktur.
• Weitere Vorteile und Merkmale werden genauer in der nachstehenden Beschreibung der besonderen Durchführungsmodi, die als Beispiel in bezug auf die Zeichnungen gegeben werden erklärt, in welchen:
• - die Abbildung 1 eine Ansicht im Querschnitt des Moduls einer ersten Durchführungsweise ist,
• - die Abbildung 2 eine Ansicht im Querschnitt einer weiteren Durchführungsweise ist und
• - die Abbildungen 3 bis 7 schematisch verschiedene Durchführungen von Modulprofilen darstellen.
• Das Panzerungsmodul gemäß Abbildung 1 umfaßt einen Mantel 1 bestehend aus einem Gehäuse 2 und einem Deckel 3, die durch eine Schweißung 4 vereint werden. Der Mantel kann aus Stahl, aus Aluminiumlegierung oder Titan sein und aus jedem metallischen oder nichtmetallischen Werkstoff, der an die Wünsche des Benutzers angepaßt wird. Natürlich kann der Mantel auch aus Panzerstahl bestehen und aus diesem Grund an der Durchschlagfestigkeit beteiligt sein. Die Stärke des Mantels hängt von den gewünschten Außenmaßen, der Gesamtmasse und eventuell einer Befestigungsweise auf der Struktur ab. Konkret bildet ein Modul in der Größenordnung von 30 kg und einem Volumen von 13 dm3 einen Mantel 1 mit einer Stärke zwischen ca. 1 und 5 mm.
• Das Gehäuse 2 ist auf einem Boden 5 mit einer Einheit in regelmäßigen Abständen angebrachten Keilen 7 aus polymerisiertem Verkeilungsharz versehen, die mit einem Klebstoff gehalten werden, der mit ihrer Beschaffenheit vereinbar ist, um jegliche Verschiebung der Keile zu verhindern. Die Keile sind ebenfalls an die Seitenwände 6 des Kastens 2 geklebt. Diese Keile 7 können zylindrisch oder parallelepipedisch mit gleicher Höhe sein, so daß ein Raum abgegrenzt wird, der in etwa zwischen dem Mantel und der Einheit der Panzerungselemente konstant ist. Sie können auch die Form von Platten haben.
• Vier Panzerungselemente zum Beispiel in Form der Platten 8, 9, 10 und 11 werden im Inneren des Mantels 2 plaziert und, bei Bedarf, gegeneinander durch ergänzende Verkeilungen gedrückt. Danach wird der Deckel 3 aufgeschweißt.
• Der freie Raum zwischen dem Mantel 1 und den Platten 8 bis 11 wird vergossen, zum Beispiel durch Schwerkraftwirkung oder durch Einspritzen mit Hilfe eines polymerisierbaren Harzes, zum Beispiel mit Polyurethanharz. Nach dem Härten dieses Harzes erzielt man die Schicht 13 aus Verkeilungswerkstoff, deren physikalische Druckfestigkeits- und Knickfestigkeitseigenschaften ausreichen, um die Platten 8 bis 11 an Ort und Stelle zu halten. Natürlich sind Einführungsbohrungen 12 und Belüftungen 14 vorgesehen, um eine geeignete Verteilung des Verkeilungsmaterials sicherzustellen. Außerdem ist es nicht unerläßlich, die Bohrungen 12 und Belüftungen 14 auf dem Deckel 3 vorzusehen. Sie können sich auf einer beliebigen Wand befinden, ihre Stellung und ihr Durchmesser werden je nach Form, Maßen des Mantels und Bequemlichkeit des Füllens ausgewählt. Nach der Polymerisation des Harzes werden die Gußbohrungen 12 und Entlüftungen 14 durch Gewindestopfen verschlossen oder zugeschweißt oder mit einem beliebigen Verfahren befestigt, wenn die Wand des Mantels ausreichend dick ist, so daß ihre Innenfläche in Berührung mit dem Verkeilungsmaterial 13 nicht schmilzt.
• Die Beschaffenheit der Platten 8 bis 11 ist ganz und gar herkömmlich; sie können aus Glas, Kautschuk, Metall oder einem organischen Stoff sein. So ist zum Beispiel die Platte 8 aus Metall, die Platte 9 aus Keramik, die Platte 10 aus Gummi und die Platte 11 aus Metall, wobei die Platten jeweils eine Stärke von 10 mm haben.
• Die Abbildung 2 zeigt eine Durchführungsvariante mit der Position der Verkeilungen 15, die auf die Seitenwände 6 des Gehäuses 2 geklebt sind. Bei dieser Durchführung besteht der Plattenstapel zum Beispiel aus 3 Panzerplatten 16, 17 und 18. Zwischen diesen Platten wird eine Schaumstoffschicht 19 mit einer Stärke zwischen 0,05 und 0,20 vorgesehen. Sie gewährleistet eine Dehnungsreserve. Wenn man nämlich für die Platten 16 bis 18 Werkstoffe verwendet, die größere Dehnungskoeffizienten haben als der Mantel 1, muß man Dehnungsreserven vorsehen, um Volumenvergrößerungen zu absorbieren, ohne gefährliche Spannungen in der Struktur des Gehäuses hervorzurufen. Das Harz des Verkeilungswerkstoffs 13 hat eine gewisse Elastizität, ist jedoch trotzdem nicht zusammendrückbar. Das Knicken erfolgt somit auf der Ebene der Schicht 19 aus Schaumstoff.
• Bei der Durchführungsart der Abbildungen 1 und 2 hat der Mantel 1 die Form eines Gehäuses 2 und eines Deckels 3. Man kann jedoch ein Gehäuse herstellen, indem man um die Panzerungselemente 8 - 11 oder 16 - 19 Wände zum Beispiel durch Schweißen, mit Klammern oder Verfalzen zusammenbaut. Das Verkeilungsmaterial 13 erzielt man natürlich wie zuvor angegeben.
• In Abbildung 3 wurden die parallelepipedischen Module 20 mit rechteckigem Profil um die zu schützende Struktur 21 von der Seite der Bedrohung her dargestellt.
• Um den Schutz zu vollenden, haben die Module 22 ein T- Profil auf Abbildung 4. Man verringert dadurch das Risiko im Zusammenhang mit dem Auftreffen eines Geschosses auf der Ebene der Fuge zwischen zwei Modulen. Die Abbildung 5 zeigt den gleichen Perfektionierungstyp, bei dem die Module 23 eine Z-Form haben.
• In Abbildung 6 haben die Module 24 ein trapezförmiges Profil, was eine Verschachtelung gewährleistet, die die Auswirkungen des Aufpralls eines Geschosses auf der Ebene der Fuge verringern.
• In Abbildung 7 hat die zu schützende Struktur 21 ein zylindrisches Profil. Die Module 25 haben dabei eine Kranzteilform.
• Natürlich können die Durchführungsformen der Module beliebig oder untereinander kombiniert sein, um bei Bedarf den Schutz der zu schützenden Struktur 21 zu perfektionieren.

Claims (10)

1. Panzerungsmodul des Typs mit einem Mantel (1), um einen Stapel Panzerungselemente, die für den Schutz einer verwundbaren Struktur bestimmt sind, gekennzeichnet dadurch, daß es eine Einheit Verkeilungen (7, 15) umfaßt, die auf jede Innenfläche des Mantels (1) gedrückt werden, um einen freien Raum zwischen dem Stapel und dem Mantel zu belassen, in den ein einspritzbarer oder gießbarer an Ort und Stelle polymerisierbarer Verkeilungswerkstoff (13) eingebracht wird.

2. Panzerungsmodul gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Verkeilungswerkstoff (13) aus einem Polyurethanharz besteht.

3. Panzerungsmodul gemäß dem Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Verkeilungswerkstoff (13) eine Stärke von mindestens 0,5 mm hat.

4. Panzerungsmodul gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Stapel aus 4 Elementen (8 - 11) in Plattenform besteht, die aus der Einheit ausgewählt wurden, die aus folgenden Werkstoffen besteht: Glas, Gummi, Metall, organischer Stoff.

5. Panzerungsmodul gemäß einem der oben genannten Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß eine Schaumstoffschicht (19) zwischen zwei aufeinanderfolgende Platten (17, 18) gegeben wird.

6. Modul gemäß dem Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Schaumstoffschicht eine Dichte zwischen ca. 0,05 und 0,20 aufweist.

7. Panzerungsmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß der Mantel (1) aus einem Gehäuse (2) besteht, in dessem Inneren der Stapel Panzerungselemente plaziert wird und einem Deckel (3), der zum Beispiel an den Kasten geschweißt wird.

8. Panzerungsmodul gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß der Mantel (1) aus einer Einheit Platten besteht, die auf die entsprechenden Flächen des Stapels gedrückt werden und untereinander zum Beispiel durch Schweißen befestigt werden.

9. Panzerungsmodul gemäß einem beliebigen der oben genannten Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß der Mantel (1) mit Füllbohrungen (12) und Belüftungen (14) versehen ist.

10. Panzerungsmodul gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch, daß er einen Mantel (1) mit rechteckigem Profil in T und trapezo dalen Profil in Z oder kranzteilförmigem Profil aufweist.