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DE1051691B - Curved armor plate - Google Patents

Curved armor plate

Info

Publication number
DE1051691B
DE1051691B DEB42205A DEB0042205A DE1051691B DE 1051691 B DE1051691 B DE 1051691B DE B42205 A DEB42205 A DE B42205A DE B0042205 A DEB0042205 A DE B0042205A DE 1051691 B DE1051691 B DE 1051691B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layers
threads
thread
armor plate
fibers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEB42205A
Other languages
German (de)
Inventor
Poul Ulf Simonsen Bjorholm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
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Filing date
Publication date
Priority claimed from US537844A external-priority patent/US2960424A/en
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DEB42205A priority Critical patent/DE1051691B/en
Publication of DE1051691B publication Critical patent/DE1051691B/en
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B29C70/08—Fibrous reinforcements only comprising combinations of different forms of fibrous reinforcements incorporated in matrix material, forming one or more layers, and with or without non-reinforced layers
    • B29C70/083—Combinations of continuous fibres or fibrous profiled structures oriented in one direction and reinforcements forming a two dimensional structure, e.g. mats
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00—Armour; Armour plates
    • F41H5/02—Plate construction
    • F41H5/04—Plate construction composed of more than one layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
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    • B29K2067/06—Unsaturated polyesters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine gekrümmte Panzerplatte aus einem gepreßten zähen Material aus synthetischen Fasern mit Fadengewebelagen aus synthetischem Fasermaterial, die miteinander unter Druckanwendung und z. B. Wärmezufuhr mittels eines Kunstharzes vereinigt werden.The invention relates to a curved armor plate made from a pressed tough material synthetic fibers with thread layers made of synthetic fiber material, which are interconnected under Pressure application and z. B. Heat supply can be combined by means of a synthetic resin.

Gekrümmte Panzerplatten der vorerwähnten Art sind an sich bekannt, und es wurde festgestellt, daß die Widerstandsfähigkeit solcher Panzerplatten gegen den Aufschlag von Geschossen oder Splittern wesentlieh dadurch verbessert werden kann, daß die einzelnen oder alle Lagen der Platte aus einem Material hergestellt werden, das besonders gerichtete Fasern aufweist. Die bekannten Panzerplatten sind aus Fadenlagen hergestellt, die durch ein glattes oder geripptes Gewebe gebildet werden und sich in der Praxis als sehr ungeeignet für die Herstellung von gekrümmten Panzerplatten erwiesen haben, da solche Fadenlagen ihrer Formung in gekrümmte Platten hohen Widerstand entgegensetzen, weil die gesponnenen Fäden nur mit Schwierigkeit und in geringem Ausmaß gegeneinander gelagert werden können. Ferner sind in einem glatten Gewebe viele Bindungspunkte je Flächeneinheit vorhanden, was nachteilig ist, da jeder solcher Punkt eine Kreuzung von Fäden bedeutet, welche gerade an diesen Stellen hohen Bruchspannungen ausgesetzt sind.Curved armor plates of the aforementioned type are known per se, and it has been found that the resistance of such armor plates to the impact of projectiles or splinters is essential can be improved in that the individual or all layers of the plate made of one material be made, which has particularly oriented fibers. The well-known armor plates are made of layers of thread manufactured, which are formed by a smooth or ribbed fabric and can be used in practice have proven to be very unsuitable for the production of curved armor plates, as such layers of thread oppose their formation in curved plates because of the spun threads can only be stacked against each other with difficulty and to a small extent. Furthermore are in a smooth fabric there are many binding points per unit area, which is disadvantageous because each Such a point means a crossing of threads which, precisely at these points, have high breaking stresses are exposed.

Die vorerwähnten Nachteile sind bei der gekrümmten Panzerplatte gemäß der Erfindung ausgeschaltet oder wesentlich verringert, ■da die Fadengewebelagen durch eine mehr fädige Satin- oder Köperbindung gebildet werden. Fadenlagen aus Geweben mit Satinoder Köperbindung können leicht in Richtungen gedehnt werden, die einen Winkel von 45° oder mehr mit der Ketten- und Schußrichtung des Gewebes bilden, so daß sie leichter in irgendeine gewünschte gekrümmte Fläche geformt werden können. Außerdem haben solche Fadenlagen wesentlich weniger Bindungspunkte je Flächeneinheit, so daß die Fäden weniger der Bruchgefahr ausgesetzt sind, insbesondere wenn sie für die Herstellung der Platte Drücken unterworfen werden, so daß diese eine erhöhte Festigkeit erhält.The aforementioned disadvantages are eliminated in the curved armor plate according to the invention or significantly reduced, ■ because the thread fabric layers are formed by a multi-thread satin or twill weave will. Layers of threads made of fabrics with a satin or twill weave can be stretched slightly in different directions that form an angle of 45 ° or more with the warp and weft direction of the fabric, so that they can be more easily formed into any desired curved surface. aside from that such thread layers have significantly fewer binding points per unit area, so that the threads are less exposed to the risk of breakage, especially when pressing for the manufacture of the plate be subjected, so that it receives an increased strength.

Bei einer Ausführungsform einer Panzerplatte gemäß der Erfindung bestehen die Fäden der Gewebelagen aus ungedrehten oder lose gedrehten Fäden.In one embodiment of an armor plate according to the invention, the threads consist of the fabric layers made of untwisted or loosely twisted threads.

Der erzielte Vorteil besteht darin, daß in den Fäden selbst weniger Kreuzungspunkte zwischen ihren Fasern vorhanden sind. Dies hat zur Folge, daß wenn während der Herstellung der Platte die Fasern zusammengedrückt werden, diese nicht so vielen Spannungen ausgesetzt werden, welche das Bestreben haben, die einzelnen Fasern, wie bei fest zusammengedrehten Fäden, zu zerreißen. Es wurde ferner festgestellt, Gekrümmte PanzerplatteThe advantage achieved is that in the threads themselves fewer points of intersection between their Fibers are present. As a result, the fibers are compressed during manufacture of the plate they are not exposed to so many tensions that strive to to tear the individual fibers, like tightly twisted threads. It was also found that Curved armor plate

Anmelder:Applicant:

Poul Ulf Simonsen Bjorholm, KopenhagenPoul Ulf Simonsen Bjorholm, Copenhagen

Vertreter: Dr.-Ing. Ε. Hoffmann, Patentanwalt,
München 22, Widenmayerstr. 34Representative: Dr.-Ing. Ε. Hoffmann, patent attorney,
Munich 22, Widenmayerstr. 34

Poul Ulf Simonsen Bjorholm, Kopenhagen,
ist als Erfinder genannt wordenPoul Ulf Simonsen Bjorholm, Copenhagen,
has been named as the inventor

daß sich auf diese Weise die Festigkeit der Platte verbessern läßt. Außerdem sind lose zusammengedrehte Fäden weniger der Reibung ausgesetzt und unterliegen geringeren mechanischen Beanspruchungen, und zwar sowohl beim Spinnen des Fadens als auch während des Webvorganges, so daß die für diese Vorgänge erforderliche Zugfestigkeit wesentlich herabgesetzt werden kann. Um die Reibung beim Spinnen und Weben noch weiter herabzusetzen, werden normalerweise sogenannte Schlichtmittel verwendet. Es hat sich jedoch ergeben, daß die Festigkeit der Fasern hierdurch beeinträchtigt wird und außerdem die Entfernung der Schlichtmittel eine nachteilige Wirkung auf die Festigkeit der Fasern hat. Die Entfernung der Schlichtmittel ist jedoch notwendig, damit das Kunstharz die Fasern und die Fadenlagen wirksam binden kann. Ein weiterer Vorteil der Verwendung ungedrehter oder lose zusammengedrehter Fäden besteht darin, daß das Kunstharz leichter zwischen die Fasern der Fäden eindringt, wodurch ferner eine verbesserte Bindung oder Haftung zwischen den Fasern, den Fäden und dem Kunstharz gewährleistet wird.that in this way the strength of the plate can be improved. There are also loosely twisted ones Threads are less exposed to friction and are subject to lower mechanical stresses, both when spinning the thread and during the weaving process, so that the for these processes required tensile strength can be significantly reduced. To reduce the friction with To further reduce spinning and weaving, so-called sizing agents are usually used. However, it has been found that this adversely affects the strength of the fibers and also removal of the sizing agents has an adverse effect on the strength of the fibers. However, the removal of the sizing agent is necessary so that the synthetic resin can remove the fibers and the thread layers can bind effectively. Another benefit of using untwisted or loosely twisted ones Threads is that the synthetic resin penetrates more easily between the fibers of the threads, whereby furthermore, an improved bond or adhesion between the fibers, the threads and the synthetic resin is guaranteed.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Fadenlagen so angeordnet, daß die Richtung der Kette in der einen Fadenlage nicht mit der entsprechenden Richtung in den benachbarten Lagen zusammenfällt, sondern vorzugsweise einen steilen Winkel mit dieser bildet. Dies hat zur Folge, daß der Aufschlag von einer großen Fläche um den Aufschlagpunkt herum aufgenommen wird.In a preferred embodiment of the invention, the thread layers are arranged so that the The direction of the chain in one thread layer does not match the corresponding direction in the adjacent layers coincides, but preferably forms a steep angle with this. This has the consequence that the impact is absorbed by a large area around the point of impact.

Bei einer anderen Ausführungsform der Panzerplatte gemäß der Erfindung sind eine oder mehrere Fadenlagen auf jeder Seite einer Lage nicht gerichteter baumwollartiger Fäden oder Fasern angeordnet.In another embodiment of the armor plate according to the invention, one or more Layers of threads arranged on each side of a layer of non-directional cotton-like threads or fibers.

Dies hat zur Folge, daß der Aufschlag von Geschossen oder Splittern, die auf die äußersten Schichten der Platte auftreffen, diese Lagen leicht wölbt.As a result, projectiles or splinters hit the outermost layers hit the plate, these layers bulge slightly.

809 767/6+809 767/6 +

Claims (5)

Wenn jedoch die Geschosse die äußersten Lagen durchschlagen, bewirkt die Zwischenlage aus'ungerichteten Fäden, daß sich die beiden Lagen trennen, so daß die Geschosse normalerweise durch die innersten Lagen aufgefangen werden, in denen sie mit ihrer abgeflaclrten Vorderfläche auf dem Grund einer Eintiefung, die eine Art Sprengtrichter bildet, steckenbleiben. Als Material für die Fäden können zähe synthetische Fasern in an sich bekannter Weise unabhängig davon, ob sie organischen Ursprungs, in welchem Falle Polyamide von besonderern Vorteil sind, oder anorganischen Ursprungs sind, verwendet werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Panzerplatte bestehen die Fäden gemäß der Erfindung aus mindestens IOmm langen Fasern über die ganze Länge des Webfadens, so daß der Faden eine geeignete Zugfestigkeit aufweist. Die Erfindung wird zum besseren Verständnis nachstehend mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt Fig. 1 eine Ausführungsform eines Teils einer gekrümmten Panzerplatte gemäß der Erfindung, treppenförmig geschnitten, mit einer Anzahl Gewebelagen in Köperbindung; Fig. 2 eine andere Ausführungsform der P'anzerplatte, ebenfalls im Schnitt, mit einer Anzahl Gewebelagen in Satinbindung und einer Zwischenlage aus ungerichteten Fäden; Fig. 3 eine Ansicht im Schnitt und in auseinandergezogener Darstellung einer Anzahl übereinander angeordneter Lagen für das Zusammenfügen zur Bildung einer gekrümmten Panzerplatte gemäß der Erfindung, wobei die einzelnen Lagen aus einem Textilgewebe mit Köperbindung bestehen; Fig. 4 eine Ansicht im Schnitt und in auseinandergezogener Darstellung einer Anzahl benachbarter Lagen, die für das Zusammenfügen zur Bildung einer gekrümmten Panzerplatte gemäß der Erfindung angeordnet sind, wobei die einzelnen Lagen aus einem Textilgewebe mit Satinbindung bestehen. In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 einen Teil einer aus vierzehn Lagen 1 in Köperbindung bestehenden gekrümmten Panzerplatte, wobei jede Lage 1 aus Kettfäden 2 und Schußfäden 3 mit Bindungspunkten 4 gewebt ist und die Fäden 2 und 3 aus zähen synthetischen Fasern, entweder organischen oder anorganischen Ursprungs, in an sich bekannter Weise gewebt sind und die Fasern erfindungsgemäß ungedreht oder lose zusammengedreht sind. Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform der gekrümmten Panzerplatte gemäß der Erfindung, welche aus vierzehn Lagen 1 in Satinbindung besteht, die aus Kettfäden 2 und Schußfäden 3 mit Bindungspunkten 4, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt, gewebt sind. Auf die Oberseite von sieben aufeinandergelegten Lagen 1 sind bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform eine Glasmatte 5 von etwa 1A cm Dicke gelegt und auf diese weitere sieben Gewebelagen 1 aus zehnfädigem Köper- oder Satinbindungsgewebe. Jede folgende Schicht ist, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt und in Fig. 1 und 2 angedeutet, gemäß der Erfindung so angeordnet, daß die Richtung der Kette in der einen Fadenlage nicht mit der entsprechenden Richtung der benachbarten Lagen zusammenfällt und vorzugsweise einen steilen Winkel av az mit diesen Lagen bildet. Beispielsweise können gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eine Anzahl der sich kreuzenden Fäden 2 und 3-gesponnen sein in der Weise, daß jeder Faden aus zweihundert zusammengedrehten Fasern von einem Durchmesser von etwa 0,007 mm und von einer bevorzugten Länge gemäß der Erfindung von mindestens 10 mm in einem zehnfädigen Köperbindungsgewebe, wie in Fig. 1 und 3 gezeigt, oder Satin bindungsgewebe, wie in Fig. 2 und 4 gezeigt, besteht. Ein solches Gewebe besitzt die Eigenschaft, daß es in der einen Richtung mehrere Male fester ist als in einer anderen. In Fig. 1 sowie in Fig. 2 sind die Panzerplatten in nicht zusammengedrücktem und nicht getränktem Zustand gezeigt. Im fertigen Zustand der Panzerplatten liegen die Fäden und Lagen natürlich eng aneinander. Das Ganze wird dann mit einem hitzehärtbaren Kunstharz, beispielsweise mit einem Polyester getränkt, z. B. mit einem der im Handel erhältlichen Kondensationsprodukte aus Phthalsäureanhydrid und einem zweiwertigen Alkohol mit einem Zusatz von Styrol, worauf die Lagen einem Druck von etwa 70'kg/cm2 bei einer Temperatur von etwa 100° C für die Dauer von etwa 15 Minuten ausgesetzt werden. Das erhaltene zusammengepreßte Produkt ist dann eine harte gräulichweiße Platte von etwa 3 bis 5 mm Dicke. Patentansprüche:However, when the projectiles penetrate the outermost layers, the intermediate layer of misaligned threads causes the two layers to separate, so that the projectiles are normally caught by the innermost layers, in which they are with their flattened front surface on the bottom of a depression that forms a kind of explosive funnel, get stuck. Tough synthetic fibers can be used as material for the threads in a manner known per se, regardless of whether they are of organic origin, in which case polyamides are of particular advantage, or of inorganic origin. In a preferred embodiment of the armor plate, the threads according to the invention consist of fibers at least 10 mm long over the entire length of the weaving thread, so that the thread has a suitable tensile strength. For a better understanding, the invention is described in more detail below with the accompanying drawings. 1 shows an embodiment of a part of a curved armor plate according to the invention, cut in the shape of a staircase, with a number of fabric layers in a twill weave; 2 shows another embodiment of the armor plate, also in section, with a number of fabric layers in a satin weave and an intermediate layer of undirected threads; 3 is a sectional and exploded view of a number of layers arranged one above the other for joining together to form a curved armor plate according to the invention, the individual layers consisting of a textile fabric with a twill weave; Figure 4 is a sectional and exploded view of a number of adjacent layers arranged to be joined together to form a curved armor plate according to the invention, the individual layers being made of a woven fabric with a satin weave. In the drawings Fig. 1 shows part of a curved armor plate consisting of fourteen layers 1 in twill weave, each layer 1 being woven from warp threads 2 and weft threads 3 with tie points 4 and threads 2 and 3 made of tough synthetic fibers, either organic or inorganic Origin, are woven in a manner known per se and the fibers according to the invention are untwisted or loosely twisted together. Fig. 2 shows another embodiment of the curved armor plate according to the invention, which consists of fourteen layers 1 in satin weave, which are woven from warp threads 2 and weft threads 3 with tie points 4, as shown in Figs. In the embodiment shown in FIG. 2, a glass mat 5 approximately 1 A cm thick is placed on top of seven superimposed layers 1, and on top of this there are further seven fabric layers 1 made of ten-thread twill or satin weave. Each subsequent layer is, as shown in Fig. 3 and 4 and indicated in Fig. 1 and 2, arranged according to the invention so that the direction of the warp in the one thread layer does not coincide with the corresponding direction of the adjacent layers and preferably a steep one Forms angles av az with these layers. For example, according to one embodiment of the invention, a number of the crossing threads 2 and 3 can be spun in such a way that each thread consists of two hundred twisted fibers of a diameter of about 0.007 mm and of a preferred length according to the invention of at least 10 mm a ten-thread twill weave as shown in Figs. 1 and 3, or satin weave as shown in Figs. 2 and 4, is made. Such a fabric has the property that it is several times stronger in one direction than in another. In Fig. 1 and in Fig. 2, the armor plates are shown in a non-compressed and non-soaked state. In the finished state of the armor plates, the threads and layers are naturally close to one another. The whole is then impregnated with a thermosetting synthetic resin, for example with a polyester, e.g. B. with one of the commercially available condensation products of phthalic anhydride and a dihydric alcohol with an addition of styrene, whereupon the layers are exposed to a pressure of about 70 kg / cm2 at a temperature of about 100 ° C for about 15 minutes . The compressed product obtained is then a hard, greyish-white plate about 3 to 5 mm thick. Patent claims: 1. Gekrümmte Panzerplatte aus gepreßtem zähem Material aus synthetischen Fasern mit mehreren gewebten Fadenlagen aus synthetischem Fasermaterial, die miteinander unter Druckanwendung und beispielsweise durch Wärmezufuhr mittels eines Kunstharzes vereinigt worden sind,1. Curved armor plate made of pressed tough material made of synthetic fibers with several woven layers of synthetic fiber thread that are bonded to each other under the application of pressure and have been combined, for example, by supplying heat by means of a synthetic resin, • dadurch gekennzeichnet, daß die gewebten Fadenlagen durch ein mehr fädiges Satin- oder Köperbindungsgewebe gebildet werden.• characterized in that the woven thread layers are made of a multi-filament satin or twill weave fabric are formed. 2. Panzerplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden der gewebten Lagen aus ungedrehten oder nur lose zusammengedrehten Fäden bestehen.2. armor plate according to claim 1, characterized in that the threads of the woven layers consist of untwisted or loosely twisted threads. 3. Panzerplatte nach den Ansprüchen. 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadanlagen so angeordnet sind, daß die Schußrichtung in der einen Fadenlage nicht mit der entsprechenden Richtung der benachbarten Lagen zusammenfällt und vorzugsweise mit dieser einen steilen Winkel bildet.3. Armor plate according to the claims. 1 and 2, characterized in that the faders so are arranged so that the weft direction in one thread layer does not match the corresponding one Direction of the adjacent layers coincides and preferably at a steep angle with this forms. 4. Panzerplatte nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere der Fadenlagen auf jeder Seite einer Lage ungerichteter baumwollartiger Fäden oder Fasern1 angeordnet sind.4. Armor plate according to claims 1 to 3, characterized in that one or more of the thread layers are arranged on each side of a layer of undirected cotton-like threads or fibers 1 . 5. Panzerplatte nach den Ansprüchen 1, 3 und 5, bei welcher die einzelnen Fäden der Lagen aus einer Anzahl zusammengedrehter dünner Fasern besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden aus mindestens 10 mm langen Fasern über die ganze Länge des Webfadens bestehen.5. armor plate according to claims 1, 3 and 5, in which the individual threads of the layers a number of twisted together thin fibers, characterized in that the threads consist of at least 10 mm long fibers over the entire length of the weaving thread. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 809 767/64 2.59© 809 767/64 2.59
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1213305B (en) 1963-08-06 1966-03-24 Feldmuehle Ag Armor plate, especially for protection against tank shells and against shaped charges

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1213305B (en) 1963-08-06 1966-03-24 Feldmuehle Ag Armor plate, especially for protection against tank shells and against shaped charges

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