Textilbasierter Splitterschutz für schnelldrehende Werkzeuge

Anbieter zum Thema

Dabei hatte das ITV im Wesentlichen die Aufgaben der Beschaffung und Bewertung textiler Materialien, der Herstellung von Vorhangsystemen, der Lösungsfindung bezüglich der Ausfransproblematik und der numerischen Simulation des Beschusses des textilbasierten Schutzvorhanges. Dadurch sollten die Vorgänge zwischen dem Projektil und den textilen Lamellen erkennbar werden und verschiedene Parameter hinsichtlich ihres Einflusses auf die Schutzwirkung untersucht werden.

Hochgeschwindigkeitskamera zeichnete alle Beschussprüfungen auf

Um die Beschussprüfungen auswerten zu können, wurde jede einzelne Prüfung mit einer Hochgeschwindigkeitskamera aufgezeichnet. Der optimale Schutzvorhang fängt das Projektil und gibt es nicht mehr frei – es fällt dann nach kurzer Zeit einfach aus dem Vorhang nach unten herraus (Bild 1).

Es wurden 26 Textilien, die zur Lösung der Aufgabenstellung geeignet waren, mit unterschiedlichen Prüfverfahren analysiert und bewertet (Dicke, Flächengewicht, E-Modul, Kraft/Dehnungs-Diagramme durch quasistatische Zugprüfungen, Reibungsprüfungen, Biegesteifigkeitsmessungen, Dauerbelastung und Verschleißprüfungen, elektrostatische Aufladung). Eine eindeutige Korrelation der ermittelten Lamelleneigenschaften mit den Beschussergebnissen konnte jedoch nicht gefunden werden, weil Textilien komplexe Systeme sind und sich viele Parameter gegenseitig beeinflussen.

Mithilfe der numerischen Berechnung sollte der Einfluss der Vorhangparameter auf das Rückhaltevermögen des Schutzvorhangs systematisch untersucht werden. Hierzu wurde die explizite Finite-Elemente-Methode eingesetzt, da der Beschussvorgang zu einer hochdynamischen Beanspruchung führt und dabei zahlreiche reibungsbehaftete Kontaktvorgänge zwischen den einzelnen Lamellen simuliert werden müssen (Bild 2).

hohe Projektil-Lamellen-Reibung zu einer verbesserten Schutzwirkung

Mit der numerischen Simulation konnten wichtige Erkenntnisse zur Optimierung textilbasierter Splitterschutzvorhänge gewonnen werden. Beispielsweise führt eine hohe Projektil-Lamellen-Reibung zu einer verbesserten Schutzwirkung. Dies wird mit den vom IfW mit Spitzprojektilen durchgeführten Beschussergebnissen an textilbasierten Splitterschutzvorhängen bestätigt, bei denen – im Gegensatz zu den früheren PVC-Schutzvorhängen – das Rückhaltevermögen nicht negativ beeinträchtigt wurde.

Dabei konnten verschiedene Materialien und Materialkombinationen ermittelt werden, die ein sicheres Rückhalten von Projektilen mit einer Masse von 100 g (v = 70 m/s) gewährleisten. Bei konventionellen PVC-Vorhängen werden in der Regel 5 bis 7 Lagen mit 2 bis 3 mm starken Lamellen eingesetzt.

(ID:36579570)