DE102014101865A1

DE102014101865A1 - Protection module for the construction of armor

Info

Publication number: DE102014101865A1
Application number: DE102014101865.6A
Authority: DE
Inventors: Auf Teilnichtnennung Antrag; Konstantin Fromm; Johann Höcherl; Hubert Jülich; Thomas Lange
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-02-14
Filing date: 2014-02-14
Publication date: 2015-08-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schutzmodul zum Schutz von Objekten vor Geschoss- und/oder Explosionseinwirkungen. Das Schutzmodul umfasst eine äußeren Einwirkungen ausgesetzte Frontplatte (1), eine dem zu schützenden Objekt zugewandte Rückplatte (3) sowie eine zwischen diesen beiden Platten angeordnete Stützschicht (7). Front-(1) und Rückplatte (3) sind nach Art eines Puzzle-Legespiels zusammengesetzt aus puzzleteilförmigen Einzelteilen (5). Die Stützschicht (7) umfasst mindestens sechs Lagen (9) aus einem gewebten Material, die kontaktierend zwischen Front-(1) und Rückplatte (3) angeordnet sind. Unmittelbar benachbarte Lagen (9) bestehen jeweils aus einem anderen Material; zudem sind die Lagen (9) hinsichtlich einer bevorzugten Gewebelaufrichtung winkelverschieden übereinander angeordnet. Das erfindungsgemäße Schutzmodul ist leicht flexibel und der Form des zu schützenden Objekts anpassbar; zudem bietet es eine sehr gute Schutzwirkung, auch bei Mehrfachbeschuss.The invention relates to a protective module for the protection of objects from projectile and / or explosion effects. The protection module comprises a front panel (1) exposed to external influences, a back panel (3) facing the object to be protected, and a support layer (7) arranged between these two panels. Front (1) and back plate (3) are in the manner of a jigsaw puzzle game composed of puzzle-piece parts (5). The support layer (7) comprises at least six layers (9) of a woven material, which are arranged in contact between the front (1) and back plate (3). Immediately adjacent layers (9) each consist of a different material; In addition, the layers (9) are arranged with different angles of angle with respect to a preferred fabric arrangement. The protection module according to the invention is easily flexible and adaptable to the shape of the object to be protected; In addition, it offers a very good protection, even with multiple fire.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schutzmodul für Panzerungen oder Rüstungen, welches sich aufgrund seines schichtartigen Aufbaus durch eine hohe Verformbarkeit und eine hohe Widerstandskraft bei gleichzeitig geringem Gewicht auszeichnet. Infolgedessen bietet die Erfindung einen zuverlässigen Schutz vor der Wirkung von Geschossen, insbesondere von Wuchtgeschossen. The invention relates to a protective module for armor or armor, which is characterized by its layered structure by a high ductility and high resistance combined with low weight. As a result, the invention provides reliable protection against the action of projectiles, in particular of balancing projectiles.

Der Einsatzbereich von Schutzpanzern ist weit verbreitet. Er reicht von Panzerungen für (militärische und zivile) Fahrzeuge über Schutzwände bis hin zu schusssicheren Westen. Nach dem Stand der Technik sind für alle diese Bereiche unterschiedlichste Panzerungen bekannt. The application of protective armor is widespread. It ranges from armor for (military and civilian) vehicles through protective walls to bullet-proof vests. According to the prior art for all these areas a variety of armor known.

Schutzwände zum Schutz vor Mineneinwirkung, ballistischen Geschossen oder Hohlladungen werden üblicherweise aus metallischen Wänden oder Gehäusen gebaut, wobei zwischen die Wände bzw. in die Gehäuse flüssige, gelartige oder feste Substanzen gefüllt werden, wie z.B. in DE 20 2010 016 776 U1 oder DE 31 22 367 C1 beschrieben. Die US 4,061,815 A beschreibt einen Schichtaufbau aus einer oder mehreren Polyurethanschichten zwischen einer äußeren dickeren und einer inneren dünneren Schicht jeweils z.B. aus Aluminium, wobei die Polyurethanschichten auch mit harten Füllstoffen versehen sein können. Protection walls to protect against mine action, ballistic projectiles or shaped charges are usually built of metallic walls or enclosures, being filled between the walls or in the housing liquid, gelatinous or solid substances, such as in DE 20 2010 016 776 U1 or DE 31 22 367 C1 described. The US 4,061,815 A describes a layer structure of one or more polyurethane layers between an outer thicker and an inner thinner layer in each case, for example made of aluminum, wherein the polyurethane layers can also be provided with hard fillers.

EP 897097 B1 beschreibt eine Sandwichstruktur als Minenschutz, insbesondere als Panzerung für ein Fahrzeug, bei der hinter einer Panzerstahlplatte eine Hartschaumplatte und dahinter eine Strukturelementplatte aus zwei Begrenzungsschichten und einer Zwischenlage mit fachwerkartiger Struktur angeordnet sind. EP 897097 B1 describes a sandwich structure as mine protection, in particular as armor for a vehicle in which behind a armor steel plate, a rigid foam plate and behind a structural element plate of two boundary layers and an intermediate layer with a truss-like structure are arranged.

Solche Schutzwände bzw. Schutzplatten, wie oben beispielhaft genannt, sind vergleichweise klobig und schwer und/oder starr. Such protective walls or protective plates, as exemplified above, are relatively bulky and heavy and / or rigid.

Eine zwar starre, aber vergleichsweise leichte Panzerung ist in US 5,469,773 A beschrieben, bei der auf einer laminierten Fiberglasplatte eine Aluminium- oder Magnesiumoxid enthaltende, feuerfeste Schicht aufgebracht ist. DE 10 2011 121 445 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer schussresistenten Panzerung, die aus einer dichtesten Kugelpackung von Keramikkugeln, die zwischen einem hochfesten Metallblech und drei Lagen Twarongewebe eingebettet sind, besteht, wobei die Hohlräume mit Metallcarbidpulver bzw. Kunststoffharz verfüllt sind. Although rigid, but relatively light armor is in US 5,469,773 A described, in which on a laminated fiberglass plate, an aluminum or magnesium oxide-containing refractory layer is applied. DE 10 2011 121 445 A1 describes a method for producing a shot-resistant armor, which consists of a densest ball packing of ceramic balls, which are embedded between a high-strength metal sheet and three layers Twarongewebe, wherein the cavities are filled with metal carbide powder or plastic resin.

Die in DE 20 2010 003 478 U1 beschriebene aufblasbare Schutzwand, bestehend aus einem aufblasbaren Tragkörper aus gummiertem Material, auf welchen mittels Klettverschlüssen ein kugelsicheres Material, beispielsweise Kevlar, befestigt wird, liefert hier eine etwas flexiblere Panzerung für verschiedenste Einsatzzwecke. In the DE 20 2010 003 478 U1 described inflatable protective wall, consisting of an inflatable support body made of rubberized material on which by means of Velcro a bulletproof material, such as Kevlar, is attached, here provides a slightly more flexible armor for a variety of purposes.

Ein flexibler und hochtemperaturbeständiger Schutz gegen Geschosse wird gemäß US 2,668,420 A auch durch einen mit Teflonschnipseln gefüllten Stoffsack erreicht. Ein solcher Sack (bzw. eine Vielzahl solcher Säcke) lässt sich leicht der Kontur des zu schützenden Objekts anpassen. A flexible and high temperature resistant bullet protection is provided according to US 2,668,420 A also achieved by a stuffed with Teflonschnipseln fabric bag. Such a bag (or a plurality of such bags) can be easily adapted to the contour of the object to be protected.

Leichte, dünne und flexible Panzerungen sind zumeist für eine Verwendung in Zusammenhang mit schusssicheren Westen vorgesehen. So beschreiben beispielsweise US 3,894,472 A und DE 25 06 691 A1 eine schusssichere Panzerung, welche insbesondere für kugelsichere Westen vorgesehen ist. Die Panzerung besteht aus einer Gewebelage, welche vorne (d.h. der einem Beschuss ausgesetzten Seite) und hinten (d.h. der dem zu schützenden Objekt zugewandten Seite) mit vielen, vergleichsweise kleinen, quadratischen Metallplatten versehen ist. Zwischen benachbart angeordneten Metallplatten ist jeweils ein kleiner Schlitz freigelassen, wobei die Metallplatten der Vorder- und Rückseite versetzt zueinander angeordnet sind, sodass die Schlitze der Vorderseite von Metallplatten der Rückseite abgedeckt sind. Durch diesen Aufbau wird eine ausreichende Schutzwirkung bei gleichzeitig hoher Flexibilität erreicht. Allerdings ist die Schutzwirkung deutlich reduziert, sollte ein Geschoss zwischen den Metallplatten einschlagen. Lightweight, thin and flexible armor is usually intended for use in conjunction with bullet-proof vests. For example, describe US 3,894,472 A and DE 25 06 691 A1 a bulletproof armor, which is especially intended for bulletproof vests. The armor consists of a fabric layer which is provided at the front (ie the side exposed to a fire) and at the rear (ie the side facing the object to be protected) with many, relatively small, square metal plates. Between each adjacent metal plates, a small slot is left in each case, wherein the metal plates of the front and back are offset from each other, so that the slots of the front of metal plates of the back are covered. By this construction, a sufficient protective effect is achieved with high flexibility. However, the protective effect is significantly reduced if a bullet should strike between the metal plates.

Der Erfindung für eine schuss- und explosionsresistente Panzerung liegt als Aufgabe zugrunde, die oben genannten Nachteile, wie ein starrer Aufbau oder eine Vielzahl an technologisch bedingten Fügespalten, die eine Passage des Projektils erleichtern, mittels einer neuen Lösung weitestgehend zu eliminieren, damit – selbst unter Mehrfachbeschuss mit Projektilen aus der Beschussklasse FB7 – ein guter Schutz auch bei technisch vertretbaren Panzerungswanddicken und hoher Flexibilität der Panzerung gewährleistet wird. Zudem soll die Panzerung kostengünstig herstellbar sein. The invention for a gun and explosion-resistant armor is based on the object, the above-mentioned disadvantages, such as a rigid structure or a variety of technologically related joining gaps that facilitate a passage of the projectile to eliminate by means of a new solution as far as possible, so - even under Multiple firing with projectiles from the fire class FB7 - a good protection is ensured even with technically acceptable armor wall thicknesses and high flexibility of armor. In addition, the armor should be inexpensive to produce.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß Patentanspruch 1; zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung befinden sich in den Unteransprüchen. The solution of this task is carried out according to claim 1; expedient embodiments of the invention are located in the subclaims.

Das erfindungsgemäße Schutzmodul für Panzerungen ist in Form einer plattenartigen Schichtstruktur aufgebaut, bestehend aus einer äußeren Einwirkungen ausgesetzten Frontplatte, einer Rückplatte, welche eine dem zu schützenden Objekt zugewandte Oberfläche aufweist, und einer zwischen Front- und Rückplatte und beide kontaktierend angeordneten Stützschicht. The armor protection module according to the invention is constructed in the form of a plate-like layer structure comprising a front panel exposed to external forces, a rear panel having a surface facing the object to be protected, and a support layer arranged between the front and back panels and both.

Die Frontplatte und ebenso die Rückplatte sind zusammengefügt aus kontaktierend in der Plattenebene nebeneinander angeordneten, plattenartigen Einzelsegmenten, welche die Form von Puzzleteilen aufweisen. Somit sieht die Frontplatte bzw. die Rückplatte wie ein fertiges Puzzle-Legespiel aus. Ein einzelnes Einzelsegment (d.h. Puzzleteil) weist zwei Längsseiten und zwei, im Vergleich zu den Längsseiten kürzere Querseiten auf. Vorzugsweise sind die Querseiten nur halb so lang wie die Längsseiten. Dementsprechend werden im Folgenden die Begriffe Puzzleteillänge und -breite verwendet, wobei Länge die Längsausdehnung des Einzelsegments entlang einer Längsseite und Breite die Querausdehnung (entlang einer Querseite) meint. The front plate and also the back plate are assembled from contacting in the plate plane side by side, plate-like individual segments, which have the form of puzzle pieces. Thus, the front panel or the back panel looks like a finished puzzle laying game. A single single segment (ie puzzle piece) has two longitudinal sides and two shorter lateral sides compared to the long sides. Preferably, the transverse sides are only half as long as the longitudinal sides. Accordingly, the terms jigsaw length and width are used in the following, where length means the longitudinal extent of the individual segment along a longitudinal side and width means the transverse extent (along a transverse side).

Die Begriffe „Einzelsegment“ und „Puzzleteil“ werden im Folgenden synonym verwendet. The terms "single segment" and "puzzle piece" are used synonymously below.

Jede Längsseite verfügt über zwei puzzleteiltypische Aus- und/oder Einbuchtungen, während jede Querseite jeweils nur eine Aus- oder Einbuchtung aufweist. Die Einzelsegmente sind (in der Art eines Puzzles) formschlüssig derartig miteinander verbundenen, dass die Einzelsegmente entlang ihrer Querrichtung jeweils gegeneinander versetzt und entlang ihrer Längsrichtung in einer Linie angeordnet sind. Das heißt, die Fügestellen entlang der Längskanten der Einzelsegmente sind, sozusagen auf einer Linie, über die gesamte Frontplatte durchgängig, während die Fügestellen entlang der Querseiten von Einzelsegment zu Einzelsegment um eine halbe Puzzleteillänge versetzt sind. Die erste Ein- bzw. Ausbuchtung auf der Längsseite eines Puzzleteils ist also mit einem Puzzleteil verbunden, während die zweite Ein- bzw. Ausbuchtung auf derselben Längsseite mit einem anderen Puzzleteil verbunden ist. Ein Einzelsegment ist daher über seine Ein- bzw. Ausbuchtungen mit sechs benachbarten Einzelsegmenten fest verbunden. Each longitudinal side has two puzzle-typical out and / or indentations, while each transverse side has only one indentation or indentation. The individual segments are connected to one another in a form-fitting manner (in the manner of a puzzle) in such a way that the individual segments are offset from each other along their transverse direction and arranged in a line along their longitudinal direction. That is, the joints along the longitudinal edges of the individual segments are, so to speak, on a line across the entire front panel throughout, while the joints along the transverse sides of single segment to single segment are offset by half a puzzle piece length. The first indentation or bulge on the longitudinal side of a puzzle piece is therefore connected to a puzzle piece, while the second indentation or bulge is connected on the same longitudinal side to another puzzle piece. A single segment is therefore firmly connected via its inputs or bulges with six adjacent individual segments.

Front- und Rückplatte sind, wie bereits erwähnt, in derselben Weise aufgebaut. Allerdings ist bei dem erfindungsgemäßen Schutzmodul die Rückplatte in der Art zur Frontplatte angeordnet, dass ihre Einzelsegmente nicht deckungsgleich zu den Einzelsegmenten der Frontplatte liegen. Beispielsweise sind die Fügestellen der Einzelsegmente der Frontplatte um jeweils die halbe Puzzleteilbreite senkrecht zur Längsseite der Einzelsegmente und um die halbe Puzzleteillänge senkrecht zur Querseite (bezüglich der Fügestellen) der Einzelsegmente der Rückplatte verschoben. Auf diese Weise überlappen die Fügestellen (zwischen den einzelnen Puzzleteilen) von Front- und Rückplatte nur an Punkten. Front and back plate are, as already mentioned, constructed in the same way. However, in the protection module according to the invention, the back plate is arranged in the manner of the front panel that their individual segments are not congruent to the individual segments of the front panel. For example, the joints of the individual segments of the front panel are each moved by half the puzzle piece width perpendicular to the longitudinal side of the individual segments and half the puzzle piece perpendicular to the transverse side (with respect to the joints) of the individual segments of the back plate. In this way, the joints (between the puzzle pieces) of the front and back plate overlap only at points.

Die unmittelbar zwischen Front- und Rückplatte angeordnete Stützschicht umfasst eine Vielzahl, beispielsweise bis zu 60, dünne, übereinander angeordnete Gewebe-Lagen aus jeweils einem elastischen Gewebematerial. Die Gewebe-Lagen können aus einem speziellen, schussresistenten Material sein; es können aber auch handelsübliche (und kostengünstige) Gewebe verwendet sein. Die Gewebe-Lagen sind jeweils stoffschlüssig miteinander verbunden, beispielsweise auch mittels einer zwischen die Lagen eingebrachten Klebeschicht. Die Stützschicht ist demnach ein Mehrschichtsystem. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Stützschicht mindestens sechs Gewebe-Lagen umfasst. The support layer arranged directly between the front plate and back plate comprises a multiplicity, for example up to 60, of thin tissue layers, which are arranged one above the other, each made of an elastic woven material. The tissue layers may be of a special, shot-resistant material; but it can also be commercially available (and inexpensive) tissues used. The fabric layers are each bonded to one another in a material-locking manner, for example also by means of an adhesive layer introduced between the layers. The support layer is therefore a multilayer system. It has proved to be advantageous if the support layer comprises at least six tissue layers.

Der Ausdruck „Gewebe“, wie hierin in Bezug auf die Lagen der Stützschicht verwendet, bezieht sich auf jedes Material, das durch Weben entstanden ist, gekennzeichnet durch mindestens zwei in einem Winkel zueinander, beispielsweise rechtwinklig, verkreuzte Fadensysteme. Wenn zum Beispiel die Fäden in einem einfachen Gewebe verwoben werden, das durch eine regelmäßige, eins zu eins Verflechtung der Fäden gekennzeichnet ist, kann jeder der Fäden in einer ersten Richtung angeordnet sein, zum Beispiel der Kettfadenrichtung, die sich wahlweise über und unter angrenzende Fäden bewegt, die in einer zweiten Richtung angeordnet sind, zum Beispiel der Schussfadenrichtung. In diesem Zusammenhang bezeichnet der Ausdruck „Kettfaden“, gebraucht in seiner herkömmlichen Bedeutung im Stand der Technik, einen Satz von längs gerichteten Fäden durch die der Schussfaden gewebt wird. Daher bezeichnet der Ausdruck „Schussfaden“ den Faden, der über und unter den parallelen Kettfäden gezogen wird, um ein gewebtes Material zu erzeugen. Das gewebte Material kann ebenfalls jedes bekannte Gewebemuster wie ein Korbgewebe, ein Rips, einen Twill, ein Satingewebe oder ein doppelt gewebtes Muster haben. The term "fabric" as used herein with respect to the layers of the backing layer refers to any material created by weaving characterized by at least two at an angle to each other, for example, at right angles, crossed thread systems. For example, if the threads are woven in a plain weave characterized by regular, one-to-one entanglement of the threads, each of the threads may be arranged in a first direction, for example, the warp direction, which may be over and under adjacent threads moved, which are arranged in a second direction, for example, the weft direction. In this context, the term "warp yarn", used in its conventional meaning in the prior art, refers to a set of longitudinal yarns through which the weft yarn is woven. Thus, the term "weft" refers to the thread that is drawn over and under the parallel warp threads to produce a woven material. The woven material may also have any known weave pattern, such as a wicker, a rip, a twill, a satin weave, or a double-weave pattern.

Die jeweiligen Randabmessungen, beispielsweise Breite und Länge, jeder einzelnen Gewebe-Lage entspricht den Randabmessungen des Schutzmoduls; d.h., jede Gewebe-Lage der Stützschicht besteht aus nur einem Teil und ist nicht, wie die Front- bzw. Rückplatte, in Einzelsegmente unterteilt. The respective edge dimensions, for example width and length, of each individual fabric layer corresponds to the edge dimensions of the protection module; that is, each fabric layer of the backing layer consists of only a part and is not, like the front and back panels, divided into individual segments.

Wenn im Folgenden von Gewebelaufrichtung die Rede ist, dann ist damit eine durch eine Fadenrichtung der zu dem Gewebe verwobenen Fäden ausgezeichnete Richtung, beispielsweise die Kettfadenrichtung oder die Schussfadenrichtung, gemeint. If, in the following, we talk about fabric erection, we mean a direction which is excellent by a thread direction of the threads woven into the fabric, for example the warp thread direction or the weft thread direction.

Die Gewebe-Lagen der Stützschicht sind in der Art angeordnet, dass die Gewebelaufrichtung zweier benachbarter Gewebe-Lagen jeweils um einen Winkel zueinander gedreht ist, d.h., beispielsweise die Schussfadenrichtung zweier unmittelbar benachbarter Gewebe-Lagen ist nicht identisch. The fabric layers of the backing layer are arranged such that the fabric orientation of two adjacent fabric layers is each rotated at an angle to each other, i.e., for example, the weft direction of two immediately adjacent fabric layers is not identical.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Schutzmoduls besteht in seiner Leichtigkeit, seiner Flexibilität und seiner sehr guten Schutzwirkung, wobei handelsübliche und kostengünstige Werkstoffe Verwendung finden können. The advantage of the protection module according to the invention consists in its lightness, its flexibility and its very good protective effect, wherein Commercially available and cost-effective materials can be used.

Da Gewebe anstelle von Metall oder Keramik verwendet wird, kann die Masse des erfindungsgemäßen Schutzmoduls im Vergleich zum Stand der Technik wesentlich reduziert werden. Das Gewebe in Zusammenspiel mit den in Einzelsegmente unterteilten Front- und Rückplatte garantiert zudem eine hohe Flexibilität des Schutzmoduls. Flexibilität ist hierin sowohl im Sinne von Beweglichkeit als auch im Sinne von Anpassungsfähigkeit zu verstehen. Since tissue is used instead of metal or ceramic, the mass of the protection module according to the invention can be substantially reduced compared to the prior art. The fabric, in conjunction with the front and back panels divided into individual segments, also guarantees high flexibility of the protection module. Flexibility is to be understood here both in the sense of flexibility and in the sense of adaptability.

Die Größe und Form eines Schutzmoduls kann dem zu schützenden Ziel entsprechend angepasst werden. Es kann auch vorgesehen sein, eine Panzerung aus mehreren Schutzmodulen zusammenzusetzen, welche formschlüssig beispielsweise nebeneinander angeordnet werden. So können nach dem Baukastenprinzip eine Anzahl von Schutzmodulen zu einem geschlossenen Panzer zusammengesetzt werden. Bei Verwendung mehrerer Schutzmodule für eine Panzerung kann nach ein- oder mehrfacher Geschoss- und/oder Explosionseinwirkung durch Austausch lediglich der jeweils beeinträchtigten Module der Schutz (kostengünstig und mit wenig Arbeitsaufwand) wieder komplett hergestellt werden. The size and shape of a protection module can be adjusted according to the target to be protected. It can also be provided to assemble an armor from a plurality of protection modules, which are arranged, for example, next to one another in a form-fitting manner. So can be assembled according to the modular principle, a number of protection modules to a closed tank. When using several protection modules for an armor can after single or multiple floor and / or explosion effect by replacing only the respective affected modules of the protection (cost and with little effort) are completely restored.

Die Panzerung kann aber nicht nur in ihrer Größe, sondern auch der zu erwartenden Waffenwirkung angepasst werden. Die Anzahl der Gewebe-Lagen wird folglich entsprechend dem jeweiligen Schutzziel festgelegt. Somit kann zum Beispiel durch Verwendung nur weniger Gewebe-Lagen, beispielsweise zehn, ein dünnes und leichtes Schutzmodul für eine leichte Panzerung hergestellt sein. The armor can be adjusted not only in size, but also the expected weapon effect. The number of tissue layers is thus determined according to the respective protection goal. Thus, for example, by using only a few fabric layers, for example ten, a thin and lightweight light armor protection module can be made.

Auch die hohe Schutzwirkung des Schutzmoduls ist ursächlich auf die Gewebe-Lagen zurückzuführen. Die Erfinder haben gefunden, dass vergleichsweise viel kinetische Energie, beispielsweise eines Geschosses oder durch eine Explosion beschleunigter Materie, bei einem Übergang der bewegten Materie von einem Medium in ein zweites Medium absorbiert wird. Durch den Schichtaufbau mit beispielsweise bis zu 60 Lagen von Gewebematerial weist das Schutzmodul dementsprechend viele Medienübergänge auf. Damit kann z.B. einem Geschoss ein Großteil der kinetischen Energie, oder im Idealfall sogar die gesamte kinetische Energie, entzogen werden. Des Weiteren verhindern die Gewebe-Lagen ein Durchdringen von Splittern, welche beim Aufprall des Geschosses auf und beim Durchschlagen durch die Frontplatte entstehen können. The high protective effect of the protection module is also due to the tissue layers. The inventors have found that comparatively much kinetic energy, for example a projectile or an explosion of accelerated matter, is absorbed when a moving matter is transferred from a medium to a second medium. Due to the layer structure with, for example, up to 60 layers of fabric material, the protection module accordingly has many media transitions. Thus, e.g. A large part of the kinetic energy, or ideally even the total kinetic energy, is removed from a projectile. Furthermore, the fabric layers prevent penetration of splinters, which can occur on impact of the projectile and when penetrating through the front panel.

Der puzzleartige Aufbau der Frontplatte bewirkt, dass beim Einschlag eines Geschosses nur das getroffene Einzelsegment beschädigt bzw. zerstört wird. Benachbarte Einzelsegmente bleiben weitestgehend in Takt. So kann beispielsweise durch Austausch der beschädigten Puzzleteile eine (teilweise) Reparatur des Schutzmoduls erfolgen. The puzzle-like design of the front panel causes the impact of a projectile only damaged or destroyed individual segment is destroyed. Adjacent individual segments remain largely in tact. Thus, for example, by replacing the damaged puzzle pieces a (partial) repair of the protection module done.

Es hat sich sogar gezeigt, dass die Schutzwirkung des erfindungsgemäßen Schutzmoduls (im Widerspruch zu Simulationsergebnissen) selbst dann noch aufrecht erhalten ist, wenn bereits durch Beschuss ein Loch in der Frontplatte und den darunter angeordneten Gewebelagen ist. Somit bietet das erfindungsgemäße Schutzmodul auch bei Mehrfachbeschuss einen hohen Schutz. It has even been shown that the protective effect of the protection module according to the invention (in contradiction to simulation results) is still maintained even if a hole in the front panel and the fabric layers arranged underneath are already by bombardment. Thus, the protection module according to the invention provides a high level of protection even with multiple bombardment.

In einer vorteilhaften Ausgestaltungsvariante weist das erfindungsgemäße Schutzmodul eine Frontplatte aus Stahl von großer Härte und Zähigkeit auf, wobei deren Härte und Zähigkeit größer als die des für die Rückplatte verwendeten Stahls ist. Die Verwendung eines besonders harten und zähen Stahls (beispielsweise sogenannter „Hardox“-Stahl) ist insofern vorteilhaft, als dadurch am Einschlagsloch ein Absplittern (sowohl von Geschoss als auch von Frontplatte) weitgehend verhindert werden kann, wobei ein Großteil der kinetischen Energie durch das Verbiegen der Frontplatte aufgenommen wird. In an advantageous embodiment variant, the protective module according to the invention has a steel front plate of great hardness and toughness, the hardness and toughness of which is greater than that of the steel used for the back plate. The use of a particularly hard and tough steel (for example, so-called "Hardox" steel) is advantageous in that chipping (both bullet and faceplate) can be largely prevented at the impact hole, with much of the kinetic energy being due to bending the front panel is recorded.

Es hat sich gezeigt, dass ein Schutzmodul, welches eine rechteckige Grundform mit einer Länge von 260 mm ± 10 mm und einer Breite von 215 mm ± 10 mm aufweist den Anforderungen am Besten entspricht. Diese Abmessungen haben sich in Versuchen als ein weitestgehendes Optimum zwischen einer möglichen Energieaufnahme und einer wünschenswerten Handlichkeit des Schutzmoduls erwiesen. Beispielsweise liegt das Gewicht, bei einer Stärke der Frontplatte von 3 mm und der Rückplatte von 4 mm, eines derartigen Moduls unter 3 kg. It has been found that a protection module which has a rectangular basic shape with a length of 260 mm ± 10 mm and a width of 215 mm ± 10 mm corresponds to the requirements best. These dimensions have proven in experiments as a far-reaching optimum between a possible energy consumption and a desirable manageability of the protection module. For example, the weight, with a thickness of the front plate of 3 mm and the back plate of 4 mm, of such a module is less than 3 kg.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dazu zeigt in schematischer Darstellung die beigefügte Figur ein erfindungsgemäßes Schutzmodul in Explosionsdarstellung. The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. In addition, a schematic representation of the attached figure shows an inventive protection module in an exploded view.

Das in der Figur gezeigte erfindungsgemäße Schutzmodul weist eine rechteckige Grundform mit einer Länge von 270 mm und einer Breite von 210 mm auf. Die Frontplatte 1 ist 3 mm stark, die Rückplatte 3 besitzt eine Stärke von 4 mm. Die Einzelsegmente 5 beider Platten sind aus Hardox-Stahl. Hardox bietet eine einzigartige Kombination aus Härtegrad und Zähigkeit. Die puzzleteilförmigen Einzelsegmente 5 sind im Wesentlichen identisch; lediglich den am Rand liegenden Puzzleteilen 5 fehlen zum Modulrand hin die entsprechenden Aus- bzw. Einbuchtungen und/oder sie verfügen (in Längsrichtung) nur über die halbe Größe. The protective module according to the invention shown in the figure has a rectangular basic shape with a length of 270 mm and a width of 210 mm. The front panel 1 is 3 mm thick, the back plate 3 has a thickness of 4 mm. The individual segments 5 Both plates are made of Hardox steel. Hardox offers a unique combination of hardness and toughness. The puzzle-shaped individual segments 5 are essentially identical; only the puzzle pieces lying on the edge 5 missing to the edge of the module out the corresponding indentations and indentations and / or they have (in the longitudinal direction) only over half the size.

Die Stützschicht 7 besteht aus sechs Gewebe-Lagen 9. Die Gewebelaufrichtung einer jeden Lage 9 ist um 45° bezüglich der Gewebelaufrichtung der jeweilig unmittelbar benachbart liegenden Lage 9 gedreht. Jede Lage 9 besteht aus einem anderen Gewebematerial. In diesem Ausführungsbeispiel sind also sechs verschiedene Gewebematerialien eingesetzt. The support layer 7 consists of six tissue layers 9 , The fabric erection of each location 9 is at 45 ° with respect to the fabric erection of the respective immediately adjacent layer 9 turned. Every situation 9 consists of a different fabric material. In this embodiment, therefore, six different fabric materials are used.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Frontplatte front panel
3 3: Rückplatte backplate
5 5: Einzelsegment/Puzzleteil Single Segment / puzzle piece
7 7: Stützschicht backing
9 9: Gewebe-Lage Tissue position

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 202010016776 U1 [0003]
DE 3122367 C1 [0003]
US 4061815 A [0003]
EP 897097 B1 [0004]
US 5469773 A [0006]
DE 102011121445 A1 [0006]
DE 202010003478 U1 [0007]
US 2668420 A [0008]
US 3894472A [0009]
DE 2506691 A1 [0009]

Claims

Protective module for the construction of armor in the form of a layered structure, consisting of an outer panel exposed to external forces ( 1 ), a back plate ( 3 ), which has a surface facing the object to be protected, and one between front ( 1 ) and back plate ( 3 ) and both contacting arranged support layer ( 7 ), characterized in that - the front panel ( 1 ) of contacting in the plate plane side by side, plate-like individual segments ( 5 ) in the form of puzzle pieces with two longitudinal sides and two, compared to the longitudinal sides shorter transverse sides is constructed, wherein the longitudinal sides each have two indentations and / or recesses and the transverse sides each have a recess or indentation, wherein the individual segments ( 5 ) are positively connected in the manner of a puzzle so that the individual segments ( 5 ) offset from each other along their transverse direction and arranged in a line along their longitudinal direction; - the supporting layer ( 7 ) cohesively superimposed tissue layers ( 9 ) each of an elastic fabric material whose respective circumferential dimensions and shape correspond to those of the module, wherein the layers ( 9 ) are arranged such that a tissue structure of two adjacent tissue layers ( 9 ) is rotated at an angle to each other; - the back plate ( 3 ) arranged in the plate plane side by side, plate-like individual segments ( 5 ) in the form of puzzle pieces with two longitudinal sides and two transverse sides whose length is smaller than the length of the longitudinal sides, wherein the longitudinal sides each have two protrusions and / or indentations and the transverse sides each have a recess or indentation, wherein the individual segments ( 5 ) are positively connected with each other in the form of a puzzle such that the individual segments ( 5 ) offset along their transverse direction in each case against each other and along its longitudinal direction in a line and not congruent to the individual segments ( 5 ) of the front panel ( 1 ) are arranged.

Protection module according to claim 1, characterized in that the thickness of the individual segments ( 5 ) of the front panel ( 1 ) is less than the thickness of the individual segments ( 5 ) of the back plate ( 3 ).

Protection module according to claim 1 or 2, characterized in that the individual segments ( 5 ) of the front panel ( 1 ) consist of a material which has at least the same hardness and toughness as that for the back plate ( 3 ) has used material.

Protection module according to one of claims 1 to 3, characterized in that the tissue layers ( 9 ) in the backing layer ( 7 ) each consist of a fabric material of synthetic and / or natural fibers, each tissue layer ( 9 ) with respect to their immediately adjacent arranged tissue layers ( 9 ) has a different material composition.

Protection module according to one of claims 1 to 4, characterized in that the tissue layers ( 9 ) of the supporting layer ( 7 ) are glued together over the entire surface.

Protection module according to one of claims 1 to 5, characterized in that the support layer ( 7 ) at least six tissue layers ( 9 ), wherein at least six different fabric materials are used.

Protection module according to one of claims 1 to 6, characterized in that the protective module has a rectangular shape with a width in the range of 205-225 mm and a length in the range of 250-270 mm.

Protection module according to one of claims 1 to 7, characterized in that the protection module has at the plate edges pin and / or recesses for the positive connection connecting at least two protection modules.

Protection module according to one of claims 1 to 8, characterized in that the protection module on its back plate ( 3 ) on the surface facing the object to be protected facing hooks and / or eyes for a hanging attachment of the protection module.