Derartige Panzerungsverbundmaterialien werden zum Schutz gegen Geschosse und Sprengstoffexplosionen beispielsweise in gepanzerten Fahrzeugen eingesetzt oder zum Schutz von Personen und/oder Gegenständen auf Bahnhöfen, in Flughäfen oder in öffentlichen Gebäuden.

So offenbart DE-A-39 37 087 ein mit einer Panzerplatte versehenes Bauteil, bei dem die Panzerplatte auf ein leichtes Stützelement aufgebracht ist und auf ihrer Vorderseite mit einer Deckschicht versehen ist. Die Panzerplatte besteht aus einer Keramikverbundplatte, die auf ihrer Rückseite eine Tragschicht aus Aramid oder glasverstarktem Kunststoff aufweist. Das Stützelement kann aus einem leichten Werkstoff, wie Aluminium, Holz oder dergleichen bestehen oder aus einem mit Hohlräumen versehenen Gegenstand wie gelochten Blechen oder Hartschaumstoff hergestellt sein. Mit dieser Panzerplatte soll eine gute Schutzwirkung erreicht werden.

WO 96/29561 offenbart ein mehrschichtiges Panzerschutzmaterial, das aus einer wahlweise ein-oder vielstückigen, keramischen oder metallischen Frontschicht und einer dieser nachgeschaltenen harten Stützschicht gebildet ist. Als Stützschicht wird in dieser Schrift ein Kunstharzpressholz eingesetzt. Weiterhin kann der Kunstharzpressholzschicht eine weitere Schicht auf der der Frontpanzerung abgewandten Seite zugeordnet sein, die insbesondere aus einem Panzerstahlblech, einem Duralwerkstoff, einer Titanlegierung, einem GFK oder Aramidlaminat gebildet ist. Mit diesem Aufbau soll ein mehrschichtiges Panzerschutzmaterial zur Verfügung gestellt werden, das leicht, biegehart und preiswert ist, bei hoher Belastung und insbesondere um den Impaktbereich herum praktisch nicht delaminiert und außerdem noch Energie vernichten kann.

Bei der Prüfung der durchschusshemmenden Eigenschaften von Material nach DIN EN 1522 wird als Zusatzbedingung das Trefferbild eines gleichseitigen Dreiecks herangezogen, um das Multihit-Verhalten der Panzerung zu untersuchen. Gemäß der derzeitigen gültigen Bestimmung hat die Seitenlänge des Dreiecks 120 10mm zu betragen.

Gemäß WO 96/29561 soll mit dem darin offenbarten Panzerungsverbundmaterial die Multihiffähigkeit gegenüber einem Aufbau, bei dem statt der Kunstharzpressholzschicht eine GFK-Schicht eingesetzt wird, verbessert werden. In WO 96/29561 wird vermutet, dass sich die zulässigen Trefferabstände gegenüber einem optimierten Keramik-GFK-und/oder Aramid-Verbund der üblichen Bauart in etwa halbieren lassen. WO 96/29561 enthält jedoch keinerlei Versuchsergebnisse, so dass keine Rückschlüsse auf das tatsächlich erreichbare Multihit-Verhalten des darin offenbarten Aufbaus möglich sind.

Die Ansprüche, die an den Schutz von Panzerungen gestellt werden, werden stets höher, und es ist nicht auszuschließen, dass bei dem Trefferbild eines gleichseitigen Dreiecks zukünftig Auflagen bezüglich geringerer Seitenlängen gemacht werden. So stehen neuerdings bereits Seitenlängen von 45 mm zur Diskussion.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Panzerungsverbundmaterial zur Verfügung zu stellen, das ein verbessertes Multihit-Verhalten aufweist und auch Forderungen nach einem Trefferbild mit geringerem Schussabstand gerecht wird.

Diese Aufgabe wird mit einem Gegenstand der eingangs genannten Art gelöst, bei dem die Stützschicht aus mehreren Stützschichtsegmenten besteht und wobei die Stütschichtsegmente eine Fläche parallel zur Frontschicht aufweisen, die gleich groß ist oder kleiner ist als die Fläche der Frontschichtsegmente parallel zur Frontschicht.

Die Stützschichtsegmente sind insbesondere so unterhalb den Frontschichtsegmenten angeordnet, dass diese bezüglich ihrer Randbegrenzungen bündig übereinander angeordnet sind. Dabei kann unter einem Frontschichtsegment jeweils ein Stützschichtsegment angeordnet sein, das die gleiche Fläche aufweist wie das Frontschichtsegment, wobei die beiden Segmente bezüglich ihrer Randbegrenzungen bündig übereinander angeordnet sind. Es kann aber auch unter einem Frontschichtsegment eine Gruppe aus zwei oder mehreren Stützschichtsegmenten angeordnet sein, die insgesamt die gleiche Fläche aufweist wie das Frontschichtsegment und wobei die Gruppe der Stützschichtsegmente sich mit ihrer Randbegrenzung bündig an die Randbegrenzung des Frontschichtsegments anpasst.

Die erste Tragschicht für die Frontschichtsegmente kann aus einem faserverstärktem Kunststoff geringer Dicke bestehen, wie einem Aramidlaminat, einem glasfaserverstärkten Kunststoff oder einem Polyethylenlaminat. Bevorzugt wird ein Aramidlaminat, das beispielsweise aus zwei oder drei in einer Elastomermatrix eingebetteten Gewebelagen aus Aramidgarnen besteht. Auch die Verwendung einer einzelnen laminierten Gewebelage ist möglich. Auf der Tragschicht können die Frontschichtsegmente mit einem Kleber, wie einem Kleber auf Polyurethanbasis aufgeklebt sein. Auch die Stützschichtsegmente können auf einer Tragschicht angeordnet sein. Diese kann beispielsweise aus faserverstärktem Kunststoff, einer Kunststofffolie oder einem Glasgewebe bestehen, die in vorteilhafter Weise einseitig selbstklebend ausgerüstet sein können, um die Stützschichtsegmente direkt auf diesen zu befestigen. Es ist aber auch möglich, auf eine separate Tragschicht für die Stützschichtsegmente zu verzichten und diese direkt auf der rückwärtigen Schicht, beispielsweise mit einem Kleber, zu befestigen. Für die rückwärtige Schicht, auch Backing genannt, kann ein Faserverbundwerkstoff gewählt werden, insbesondere ein Aramidlaminat. Dieses besteht aus mehreren Gewebelagen aus Aramidgarnen, die ein-oder beidseitig mit einem elastomeren Material, einem Harz, wie beispielsweise Phenolharz, oder einem thermoplastischen Material beschichtet sind und anschließend verpresst werden.

Die Frontschichtsegmente können auf der der Bedrohung zugewandten Seite mit einer Deckschicht versehen sein, wie einer auflaminierten Decklage aus Aluminium, Glas oder Aramidgewebe.

Die erste Tragschicht mit den Frontschichtsegmenten, die ggf. mit einer Deckschicht versehen ist, kann mit den auf die zweite Tragschicht aufgebrachten Stützschichtsegmenten und die zweite Tragschicht mit der rückwärtigen Schicht mittels eines Klebstoffs verbunden sein.

Die Frontschichtsegmente liegen bevorzugt als Keramikkacheln vor. Bei quadratischen Kacheln sollte die Kachelgröße 20 x 20 mm bis 100 x 100 mm betragen, bevorzugt 20 x 20 mm bis 50 x 50 mm. Es ist auch der Einsatz von Kacheln mit dreieckiger, hexagonaler oder rechteckiger Form möglich. Wenn quadratische Kacheln eingesetzt werden, die beispielsweise eine der Bedrohungsseite zugewandte Querschnittsfläche von jeweils 30 x 30 mm aufweisen, haben die Stützschichtsegmente gemäß der Erfindung ebenfalls eine quadratische Form mit den Maßen 30 x 30 mm. Sie können aber auch eine kleinere Fläche als die Kacheln aufweisen, so dass beispielsweise unter einer Kachel der Größe 30 x 30 mm zwei Segmente der Stützschicht angeordnet werden, die jeweils eine Querschnittsfläche von 15 x 30 mm besitzen. Es können auch mehr als zwei Stützschichtsegmente unter einer Kachel angeordnet werden, beispielsweise drei Segmente der Größe 10 x 30 mm unter einer Kachel der Größe 30 x 30 mm. Bei gleicher Größe der Kacheln, die die Frontschicht bilden, und der Stützschichtsegmente ist in besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung jedes Segment der Stützschicht direkt so unter einer Kachel angeordnet, dass die Ränder des Stützschichtsegmentes bündig mit den Rändern der Kachel abschließen.

Damit ist jeder Kachel genau ein Stützschichtsegment zugeordnet, das keine direkte Berührung mit anderen Kachel hat.

Werden Stützschichtsegmente gewählt, die kleiner sind als die Kacheln, so sollte ihre Größe so bemessen sein, dass die Fläche der zu einer Gruppe vereinigten Stützschichtsegmente der Fläche einer Kachel entspricht, und dass die Gruppe von Stützschichtsegmenten so unter einer Kachel angeordnet werden kann, dass die Ränder der Gruppe bündig mit den Rändern der Kacheln abschließt. Damit ist jeder Kachel eine Gruppe von Stützschichtsegmenten zugeordnet, die keinen direkten Kontakt zu anderen Kacheln hat.

Es hat sich gezeigt, dass beim Mehrfachbeschuss einer klassischen Panzerung, die aus einer Lage aus Keramikkachein auf einem rückwärtigen Backing besteht bei geringem Trefferabstand der zweite oder dritte Schuss nicht mehr gehalten wird, selbst wenn die einzelnen Schüsse nicht auf dieselbe Keramikkachel treffen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sich das Backing bereits nach dem ersten Schuss auswölbt und damit benachbarte Keramikkacheln nicht mehr den benötigten Halt und die Abstützung auf dem Backing haben, um einem weiteren Beschuss standzuhalten. Wie eingangs ausgeführt, wurde im Stand der Technik vorgeschlagen, unter der Frontschicht eine Versteifungslage als Stützschicht anzuordnen. Es hat sich aber gezeigt, dass auch diese Maßnahme nicht ausreicht, um einem Beschuss mit einem Trefferabstand beispielsweise in Form eines gleichseitigen Dreiecks mit einer Seitenlänge in der Größenordnung kleiner als 50 mm standzuhalten. Dieses Problem lässt sich mit dem Gegenstand der Erfindung überraschenderweise losen.

Werden als Frontschichtsegmente keine Keramikkacheln eingesetzt, sondern Segmente aus hochharten Stählen, so tritt das Problem des unzureichenden Multihit- Verhaltens in den Hintergrund, da derartige Aufbauten beim Mehrfachbeschuss gegenüber Aufbauten mit Keramikkacheln bessere Eigenschaften aufweisen.

Aufbauten, bei denen als Frontschichtmaterial ein Stahl eingesetzt wird, haben gegenüber Aufbauten mit einer Keramik jedoch den Nachteil, dass sie wesentlich schwerer sind. Auch hier greift die Erfindung in vorteilhafter Weise ein. Durch die erfindungsgemäß zwischen der Frontschicht und dem Backing angeordnete segmentierte Stützschicht, kann die Materialstärke der Stahisegmente, die die Frontschicht bilden, verringert werden ohne dass das Multihit-Verhalten verschlechtert wird, aber unter Erzielung einer vorteilhaften Gewichtseinsparung.

Für die Zwecke der Erfindung sollten die Stützschichtsegmente aus einem leichten, steifen Material bestehen. insbesondere eignet sich dazu ein Material, das aus einer zwischen einer oberen und einer unteren dünnen Platte besteht, die über Stege in Wabenstruktur miteinander verbunden sind. Diese Materialien, wie sie auch im Flugzeugbau eingesetzt werden, zeichnen sich durch ein niedriges Gewicht bei gleichzeitig hoher Steifigkeit aus. Derartige Wabenstrukturen bestehen üblicherweise aus Materialien wie Aluminium, Papier, mit Aramid oder Kohlenstofffasern oder Glasfasern verstärkten Kunststoffen. Außer einem Material mit Wabenstruktur ! ässt sich für die Stützschichtsegmente auch ein Vollmaterial einsetzen, wie eine Vollkunststoffplatte zum Beispiel aus Polycarbonat oder eine Holzplatte. Die Dicke der Stützschichtsegmente sollte zwischen 2 und 10 mm liegen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren und Beispielen näher erläutert und beschreiben. Dabei zeigt : Figur 1 : schematisch den Aufbau eines erfindungsgemäßen Panzerungsverbundmaterials im Querschnitt.

Figur 2 : eine Aufsicht auf die Frontschicht In Figur 1 bezeichnet die Bezugsziffer 10 ein Panzerungsverbundmaterial gemäß der Erfindung. Diese besteht aus einer der Bedrohungsseite, hier durch den Pfeil 1 dargestellt, zugewandte Frontschicht 2, die aus mehreren benachbarten, aneinander anschließenden Frontschichtsegmenten 3 aufgebaut ist. Die Frontschichtsegmente 3 sind auf einer ersten Tragschicht 4 angeordnet. Die Bezugsziffer 5 bezeichnet Stützschicht, die erfindungsgemäß aus Stützschichtsegmenten 6 besteht. Die Stützschichtsegmente 6 sind auf eine zweite Tragschicht 7 aufgebracht. An die zweite Tragschicht 7 schließt sich die der Bedrohungsseite 1 abgewandte rückwärtige Schicht 8, das Backing, an.

Figur 2 zeigt eine Aufsicht auf die Frontschicht 2 in Richtung des Pfeils 1 gemäß Figur 1. Die Frontschicht 2 ist beispielhaft aus neun quadratischen Frontschichtsegmenten 3 aufgebaut. Die erste Tragschicht 4 für die Frontschichtsegmente 3 wurde bei dieser Darstellung weggelassen, um zu zeigen wie die Stützschichtsegmente 6'und 6"beispielsweise relativ zu den Frontschichtsegmenten 3 angeordnet sein können. Die Fläche der Stützschichtsegmente 6'und 6"ist jeweils halb so groß wie die Fläche eines Frontschichtsegmentes 3. Abwechselnd werden unter einem Frontschichtsegment 3 zwei Stützschichtsegmente 6'angeordnet und unter dem benachbarten Frontschichtsegment zwei Stützschichtsegmente 6". Die Stützschichtsegmente 6' und 6"sind relativ zueinander um einen Winkel von 90° gedreht. Die zwei Stützschichtsegmente 6'bilden eine Gruppe und sind so unter einem Frontschichtsegment 3 angeordnet, dass sie mit diesem bündig abschließen. Das gleiche gilt für die beiden Stützschichtsegmente 6".

Beispiel 1 : Die durchschusshemmenden Eigenschaften eines erfindungsgemäßen Panzerungsverbundmaterials wurden nach DIN EN 1522 geprüft. Das Verbundmaterial bestand aus einer 8,5 mm dicken Keramik, die aus Kacheln der Größe 30 x 30 mm aufgebaut war, auf einem ersten Träger aus einem zweilagigen Aramidlaminat aus TWARON@-Gewebe T750, einer 5 mm dicken Honeycomp- Wabe, die in Form von 30 x 30 mm großen Segmenten vorlag. Diese Stützschichtsegmente waren auf einer Lage selbstklebendem Glasgewebe als Träger befestigt. Das Backing bestand aus einem 18-lagigen Aramidiaminat (TWARONO-Laminat T750 gummiert). Die Dicke des Verbundmaterials betrug 24,5 mm und das Flächengewicht 471,9 g/dm2.

Die Prüfung erfolgte unter folgenden Bedingungen : Kaliber : 7.62mm x 51 Geschossart : VMS/HK (FNB) (Vollmantelspitz/Hartkern) Geschossmasse : 9,75 g Waffe : Messlauf, Dralllange 254 mm Lauflänge : 658 mm Beschussentfernung : 10, 00 m Zusatzbedingungen : Trefferabstand Nr. 1/2 = 40 mm Trefferabstand Nr. 1/3 = 40 mm Trefferabstand Nr. 2/3 = 35 mm Nr. Geschw. V (7,50) Energie E (7,50) Durchschuss 1 824 m/s 3310 J Nein 2 828m/s 3342 J Nein 3 825 m/s 3318 J Nein Obige Daten belegen, dass das erfindungsgemäße Panzerungsverbundmaterial auch bei einem sehr geringen Trefferabstand, wobei Nr. 1 und Nr. 3 darüber hinaus noch Fugentreffer waren, die besonders schwer zu halten sind, hervorragende Eigenschaften aufweist und die Anforderungen der Widerstandsklasse FB7-NS nach DIN EN 1522 erfüllt.

Beispiel 2 : Die durchschusshemmenden Eigenschaften eines weiteren erfindungsgemäßen Panzerungsverbundmaterials wurden nach DIN EN 1522 geprüft. Das Verbundmaterial bestand aus einer 9 mm dicken Keramik, die aus Kacheln der Größe 25 x 25 mm aufgebaut war, auf einem ersten Träger aus einem zweilagigen Aramidlaminat, einem 5 mm dicken Honeycomp-Waben-Material vom Typ Corlight, das in Form von 25 x 25 mm großen Segmenten vorlag. Das Honeycomb-Waben- Material bestand aus einer oberen und untereren Platte aus Glaswebe mit zwischen diesen angeordneten Papierwaben. Diese Stützschichtsegmente waren auf einer Lage selbstklebendem Glasgewebe als Träger befestigt. Das Backing bestand aus einem 18-lagigen Aramidlaminat. In Richtung der Bedrohungsseite waren die Kacheln mit einer Lage Glasfasergewebe versehen. Die Dicke des Verbundmaterials betrug 25 mm und das Flächengewicht 501,2 g/dm2.

Die Prüfung erfolgte unter folgenden Bedingungen : Kaliber : 7.62mm x 51 Geschossart : HK FNB (Voilmantelspitz/Hartkern) Geschossmasse : 9,75 g Waffe : Messlauf, Dratttänge 254 mm Lauflänge : 658 mm Beschussentfernung : 10,00 m Zusatzbedingungen : Trefferabstand Nr. 1/2 = 35 mm Trefferabstand Nr. 1/3 = 35 mm Trefferabstand Nr. 2/3 = 32 mm Nr. Geschw. V (7,50) Energie E (7,50) Durchschuss 1 817 m/s 3254 J Nein 2 820 m/s 3278 J Nein 3 821 m/s 3286 J Nein Auch das erfindungsgemäße Panzerungsverbundmateria ! gemäß Beispie ! 2 weist bei einem sehr geringen Trefferabstand hervorragende Eigenschaften auf und erfüllt die Anforderungen der Widerstandsklasse FB7-NS nach DIN EN 1522.

Vergleichsbeispiel : Die durchschusshemmenden Eigenschaften eines Panzerungsverbundmaterials wurden nach DIN EN 1522 geprüft. Das Verbundmaterial bestand aus einer 8,5 mm dicken Keramik, die aus Kacheln der Größe 30 x 30 mm aufgebaut war, auf einem ersten Träger aus einem zweilagigen Aramidlaminat, einer 5 mm dicken Honeycomp- Wabe, die nicht segmentiert war. Das Backing bestand aus einem 18-lagigen Aramidlaminat. In Richtung der Bedrohungsseite waren die Kacheln mit einer Lage Glasfaser-Epoxy versehen. Die Dicke des Verbundmaterials betrug 24,4 mm und das Flächengewicht 463,4 g/dm2.

Die Prüfung erfolgte unter folgenden Bedingungen : Kaliber : 7.62mm x 51 Geschossart : VMS/HK (FNB) (Vollmantelspitz/Hartkern) Geschossmasse : 9,75 g Waffe : Messlauf, Dralilänge 254 mm Lauflänge : 650 mm Beschussentfernung : 10,00 m Zusatzbedingungen : Trefferabstand Nr. 1/2 = 40 mm Trefferabstand Nr. 1/3 = 40 mm Trefferabstand Nr. 2/3 = 40 mm Nr. Geschw. V (7,50) Energie E (7,50) Durchschuss 1 855 m/s 3564 J Nein 2 828 m/s 3342 J Ja 3 818 m/s 3262 J Nein Das Panzerungsmaterial des Vergleichsbeispiels zeigte bei einem Trefferbild mit gleichseitigem Dreieck der Seitenlänge 120 mm zwar keinen Durchschuss. Obige Daten belegen aber, dass ein Panzerungsverbundmaterial, das zwar eine Stützschicht aufweist, wobei diese aber nicht segmentiert ist, bei geringem Trefferabstand keine ausreichenden Beschusseigenschaften aufweist und damit nicht die geforderten günstigen Multihit-Eigenschaften besitzt.