WO2011050906A1 - Schutzsystem für fahrzeuge und andere objekte - Google Patents

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Frank Hass
Michael Ernst
Manfred Krützfeldt
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Rheinmetall Landsysteme GmbH
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Rheinmetall Landsysteme GmbH
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    • F41H5/00—Armour; Armour plates
    • F41H5/02—Plate construction
    • F41H5/023—Armour plate, or auxiliary armour plate mounted at a distance of the main armour plate, having cavities at its outer impact surface, or holes, for deflecting the projectile
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
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    • F41H5/00—Armour; Armour plates
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    • 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
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    • F41H5/0471—Layered armour containing fibre- or fabric-reinforced layers
    • F41H5/0485—Layered armour containing fibre- or fabric-reinforced layers all the layers being only fibre- or fabric-reinforced layers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F41H7/00—Armoured or armed vehicles
    • F41H7/02—Land vehicles with enclosing armour, e.g. tanks
    • F41H7/04—Armour construction

Definitions

  • the invention relates to a protective device for protection against fragmentation (by splinters), penetration (by EFP), ballistic threats, projectiles, ammunition and other projectiles.
  • the object of the protection concept is to apply a multilayer curtain of high-strength fabric, for example Kevlar, in front of a surface to be protected.
  • Out-of-area operations will employ a variety of light and medium armored vehicles.
  • the armor of these vehicles must be able to withstand various threats while still being as small as possible. Preference is given to armor, which are also used on smaller vehicles.
  • Multislug - EFP belong to the penetration IED and often have a lateral effect on the vehicle. Suitable shaping of the EFP results in the explosion of several penetrators. A distinction is made between parallel multislug, in which several projectiles impinge simultaneously on different vehicle locations, and serial multislug, in which the same location is hit repeatedly in succession. The EFP often penetrate conventional armor due to their mass and speed.
  • An impenetrable flexible composite material can be taken from the expert in DE 603 16 039 T2 (EP 1 595 105 B1). This is based primarily on a plurality of ballistic fibers arranged in overlapping layers, wherein at least a part of the fibers is wetted or impregnated with a polymer.
  • a further application of a multilayer material with an inner layer and an outer layer of fabric made of synthetic fibers for a garment is disclosed in DE 11 2004 002 312 T5 (WO 2006/005983).
  • a middle layer comprised pellets.
  • the US 5,756,922 A relates to a transportable ballistic shield, which can be mounted and unrolled in the rolled-up state, for example on the roof of a vehicle by means of magnets.
  • the shield may consist of a simple flexible ballistic laminate. Alternatively, ceramic inserts are provided.
  • the US 6,886,299 B2 deals with a flexible detonation cover for buildings, which allow a safe going in and out.
  • a flexible detonation cover for buildings which allow a safe going in and out.
  • mutually spaced and offset panels are provided which can be unrolled quickly from the roof of the building.
  • the attachment or anchoring of this cover on the building as well as on the road is discussed, so that the panels are mounted streamlined.
  • US 2003/0127122 A1 also describes a flexible detonation cover for buildings as protection against high wind speeds or shock waves as a result of an explosive detonation.
  • the attachment to the building and on the street will be discussed.
  • the invention has the object to show a protection system, in particular for the protection of multi-flight EFP, which allows use on light and medium vehicles and other objects.
  • the object is achieved by the features of claim 1.
  • Advantageous embodiments can be taken from the subclaims.
  • the invention is based on the idea of attaching a curtain of high-strength tissue preferably having a plurality of layers, at least two layers, to the surfaces of a vehicle or other objects to be protected. This is so gathered that ample material is provided to accommodate even larger movements by impacting bullets. Behind the multi-layer curtain is then enough space for the vehicle or object.
  • the material of the curtain is such that it converts the kinetic energy of, for example, EFP into its own kinetic kinetic energy.
  • Loosely shirred curtain layers and large areas are preferred.
  • it is also provided to disguise the curtain layers with a thin, solid aluminum and / or plastic layer without influencing the mechanism of action. These also serve to increase the durability of the curtains.
  • the protection system is characterized by a low weight. It is flexibly adaptable to different vehicles and objects and cost-effective. The change or exchange is easy to handle. Protection down to the ground (0mm) is possible by making the curtain so that it hangs down to the ground. As a result, even acting from below, such as from the roadside, acting EFP can be kept.
  • the curtains can be in a box or in individual boxes, which can be prefabricated to various vehicles, etc. mounted. These boxes should be open at the back to ensure the space for bulging the curtain layers. If the boxes are deep, that the bulge is given internally, there is no need for an open back. Low-profile boxes have the advantage that they can be easily attached directly to the outer wall of the vehicle or the object. In a further consideration, the box on existing on the vehicle recordings z. B. adapted for a reactive protection.
  • Suitable materials as ballistic protective components are, for example, Dyneema (HB 26), Zylon (HM), Kevlar 29, Twaron, Spectra and / or diols.
  • FIG. 2 shows the protection system of FIG. 1 on a vehicle
  • FIG. 4 shows the protection system from FIG. 3 in a first front view
  • FIG. 5 shows the protection system of FIG. 3 in another variant
  • FIG. 5a shows a layer of FIG. 5th
  • Fig. 1 shows a protective system 1, consisting of a curtain 2 with a plurality of layers 3, 4, 5, which are connected via a kind of rod 6 with each other in the upper region and can be gathered at this.
  • U-shaped bent rod (s) 7 enable In the case of a lateral attachment to the vehicle 10 (FIG. 2), the setting of the defined distance to the vehicle 10 can be set.
  • the protective curtain 2 can hang down to the floor 11 and thus realize a protective height of 0 mm.
  • the curtain 2 takes over the function of noise and heat insulation.
  • the curtain 2, but at least the outer layer 3, should have camouflage color.
  • Shown in FIG. 3 is another version in the form of a box 20.
  • a box 20 For various purposes or vehicles, it may be advantageous to integrate the PROCUR in a box 20. If required, such a box 20 can be quickly attached to suitably prepared locations on the vehicle, for example via quick-release fasteners.
  • This box 20 must have a clearance for the bulging of the curtain 24.
  • a plurality of layers 21, 22, 23 of a protective curtain 24 are fastened in the box 20 (FIG. 4).
  • This can be adapted as a prefabricated unit on the vehicle 10.
  • This design has the advantage that it is robust against damage during off-road driving due to its stable design.
  • the defined distances of the curtain layers 21, 21, 23 are already taken into account in the prefabrication.
  • the simple attachment of the box 20 makes a simple change or retrofitting possible, with existing recordings of other protective devices are available.
  • FIG. 5 shows a further variant, here with the PROCUR box 20 open.
  • three layers or layers 21, 22, 23 are also positioned one behind the other, each of which has 6 layers 28 of a high-strength material (FIG. 5a).
  • FIG. 5a shows a further variant, here with the PROCUR box 20 open.
  • three layers or layers 21, 22, 23 are also positioned one behind the other, each of which has 6 layers 28 of a high-strength material (FIG. 5a).
  • the distance of the terminal strips 25 in the box 20 determines the layer spacing.
  • the layers 21, 22, 23 are provided with a clamping frame 26, so that the layer 21, 22, 23 are held in this.
  • the layers are dimensioned so that fold 27 is formed.
  • the peripheral clamp 26 prevents the tearing of the fabric layers 28 when bombarded.
  • a simple steel angle - also standardized - can be used.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Schutzsystem (1) für ein Fahrzeug (10) oder Objekt gegen Beschuss, wobei das Schutzsystem (1) aus einem Schutzvorhang (2, 24) mit mehreren, zumindest aber zwei Lagen (2, 3, 4, 21, 22, 23) aus hochfestem Gewebe oder dergleichen besteht. In einer sogenannten offenen Variante kann durch die Einbindung einer oder mehrerer weiterer, u-förmig gebogener Stange(n) (7) die Einstellung des definierten Abstandes zum Fahrzeug (10) erfolgen. Befindet sich das Schutzsystem (1) in einer Box (20), werden die definierten Abstände der Vorhangschichten (21, 22, 23) bei der Vorfertigung berücksichtigt.

Description

BESCHREIBUNG
Schutzsystem für Fahrzeuge und andere Objekte
Die Erfindung beschäftigt sich mit einer Schutzeinrichtung zum Schutz gegen Fragmentation (durch Splitter), Penetration (durch EFP), ballistische Bedrohungen, Projektile, Munitionen und andere Geschosse. Gegenstand des Schutzkonzeptes ist, vor eine zu schützende Fläche einen mehrlagigen Vorhang aus hochfestem Gewebe, beispielsweise Kevlar anzubringen.
Im Rahmen von out-of-area Einsätzen werden eine Vielzahl von leichten und mittelschweren gepanzerten Fahrzeugen eingesetzt. Die Panzerung dieser Fahrzeuge muss dabei verschiedenen Bedrohungen widerstehen können und trotzdem möglichst klein sein. Bevorzugt werden Panzerungen, die auch an kleineren Fahrzeugen eingesetzt werden.
Zu den verschiedenen Bedrohungen zählen auch die EFP - Explosiv Formed Projektiles. Multislug - EFP gehören zu den Penetrations- IED und wirken oft seitlich auf das Fahrzeug. Durch geeignete Formgebung des EFP entstehen bei der Explosion mehrere Penetratoren. Man unterscheidet Parallel - Multislug, bei dem mehrere Projektile gleichzeitig an verschiedenen Fahrzeugstellen auftreffen und Seriell - Multislug, bei denen nacheinander mehrfach die gleiche Stelle getroffen wird. Die EFP durchschlagen aufgrund ihrer Masse und Geschwindigkeit oft herkömmliche Panzerungen. Für EFP, die aus einzelnen Penetratoren bestehen, so genannte„Monoslug-EFP", besteht theoretisch die Möglichkeit, durch dickere Panzerungen einen wirksamen Schutz zu schaffen. Bei EFP, die aus mehreren, nacheinander an der gleichen Stelle einschlagenden Projektilen, so genannte„Multislug-EFP" ist ein derartiger Schutz nicht ausreichend, da die Projektile die Panzerung an dieser Stelle durchschlagen. Eine verbesserte beschusssichere Anordnung aus Gewebe beschreibt die DE 600 36 068 T2 (EP 1 110 052 B1) und bezieht sich auf ein, einen Durchschuss hemmendes Kleidungsstück.
Einen undurchdringbaren flexiblen Verbundwerkstoff kann der Fachmann der DE 603 16 039 T2 (EP 1 595 105 B1) entnehmen. Dieser basiert vorrangig auf eine Mehrzahl von ballistischen Fasern, angeordnet in überlagernden Lagen, wobei zumindest ein Teil der Fasern mit einem Polymer benetzt oder imprägniert ist.
Eine weitere Anwendung eines mehrschichtigen Materials mit einer inneren Schicht und einer äußeren Schicht aus Gewebe aus Kunststofffasern für ein Kleidungsstück offenbart die DE 11 2004 002 312 T5 (WO 2006/005983). Eine mittlere Schicht umfasste Pellets.
Die DE 201 19 759 U1 beschäftigt sich mit einer, den Beschuss hemmenden Kaschierung von Weichstoffmatten. Die Kaschiermatten sind dabei mit einer Schicht aus Liner ausgeführt.
Die US 5,756,922 A betrifft eine transportable ballistische Abschirmung, die im aufgerollten Zustand beispielsweise auf dem Dach eines Fahrzeuges mittels Magnete befestigt und entrollt werden kann. Die Abschirmung kann aus einem einfachen biegsamen ballistischen Laminat bestehen. Alternativ sind auch keramische Einlagen vorgesehen.
Die US 6,886,299 B2 beschäftigt sich mit einer flexiblen Detonationsabdeckung für Gebäude, die ein sicheres Hinein- und Herausgehen ermöglichen. Dazu sind zueinander beabstandete und versetzte Blenden vorgesehen, die vom Dach des Gebäudes schnell entrollt werden können. Des Weiteren wird auf das Anbringen bzw. Verankerung dieser Abdeckung am Gebäude als auch auf der Straße eingegangen, damit die Blenden gestrafft angebracht sind. Auch die US 2003/0127122 A1 beschreibt eine flexible Detonationsabdeckung für Gebäude als Schutz vor hohen Windgeschwindigkeiten oder Schockwellen als Ergebnis einer explosiven Detonation. Des Weiteren wird auf die Befestigung am Gebäude und auf der Straße eingegangen.
Hier stellt sich die Erfindung die Aufgabe, ein Schutzsystem insbesondere zum Schutz von Multislug-EFP aufzuzeigen, das einen Einsatz an leichten und mittelschweren Fahrzeugen und anderen Objekten ermöglicht. Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen können den Unteransprüchen entnommen werden.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, vor den zu schützenden Flächen eines Fahrzeuges oder anderen Objekten einen vorzugsweise mehrere Lagen, zumindest zwei Lagen aufweisenden Vorhang aus hochfestem Gewebe anzubringen. Dieser ist so gerafft, dass reichlich Material bereitgestellt wird, auch größere Bewegungen durch auftreffende Geschosse mitzumachen. Hinter dem mehrschichtigen Vorhang ist dann genügend Freiraum zum Fahrzeug bzw. Objekt.
Trifft ein Projektil auf den äußeren Vorhang (PROCUR - Protective Curtain), beult dieser stark ein und fängt das Projektil. Da das Material des Vorhanges nicht starr ist, kann der Vorhang nicht durchschlagen werden. Durch die Einbeulung bewegen sich der Vorhang sowie der Auftreffpunkt am Vorhang, sodass das zweite Projektil bzw. Fragment zwar an gleicher Stelle, jedoch auf einen anderen Punkt des sich bewegenden Vorhanges trifft. Des Weiteren verschieben sich die Vorhangschichten zueinander bzw. gegeneinander, sodass die hinteren Schichten nicht nur die vordere Schicht, ohne deren Bewegung einzuschränken, stützen, sondern im Falle, dass die vordere Schicht doch wiedererwartend durchschlagen werden sollte, die nachfolgende Schicht das Projektil auffangen kann. Selbst wenn also die erste Schicht / Lage durchschlagen werden würde und ein Folgeprojektil durch genau dasselbe Loch in der ersten Schicht des Vorhanges durchtreten würde, die nachfolgende(n) Schicht(en) diese(s) aufhalten würde(n). Das Material des Vorhanges ist so beschaffen, dass es die kinetische Energie eines, beispielsweise EFP in eine eigene kinetische Bewegungsenergie umsetzt. Bevorzugt werden locker geraffte Vorhangschichten und große Flächen. So ist auch vorgesehen, ohne Beeinflussung des Wirkmechanismus die Vorhangsschichten mit einer dünnen, festen Alu- und / oder Kunststoffschicht zu verkleiden. Diese dienen zudem zur Erhöhung der Haltbarkeit der Vorhänge.
Neben einem Schutz gegen diverse Bedrohungen, unter anderem gegen die genannten Multislug-EFP, zeichnet sich das Schutzsystem durch ein geringes Gewicht aus. Es ist flexibel an verschiedenen Fahrzeugen und Objekten adaptierbar und kostengünstig. Der Wechsel bzw. Austausch ist einfach zu handhaben. Es ist ein Schutz bis zum Boden (0 mm) möglich, indem der Schutzvorhang so gestaltet wird, dass er bis zum Boden herabhängt. Dadurch können auch schräg von unten, wie beispielsweise vom Straßenrand, wirkende EFP gehalten werden. In Weiterführung der Erfindung können sich die Vorhänge in einer Box bzw. in einzelnen Boxen befinden, die vorgefertigt an verschiedene Fahrzeuge etc. montiert werden können. Diese Boxen sollten an ihrer Rückseite offen sein, um den Freiraum für das Ausbeulen der Vorhangsschichten zu gewährleisten. Sind die Boxen tief bauend, dass der Beulraum intern gegeben ist, bedarf es keiner offenen Rückseite. Tief bauende Boxen haben den Vorteil, dass sie sich gut direkt an der Außenwand des Fahrzeuges bzw. des Objektes befestigen lassen. In einer weiteren Betrachtung kann die Box an am Fahrzeug vorhandene Aufnahmen z. B. für einen Reaktivschutz angepasst sein.
Um ein Aufreißen des Vorhanges bzw. der Schichten zu vermeiden und gleichzeitig einen definierten Abstand zwischen den Schichten zu erhalten, hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Vorhangschichten rundum verklemmt werden. Der Abstand der Klemmleisten legt dann den Schichtabstand fest.
Geeignete Materialien als ballistische Schutzkomponenten sind beispielsweise Dyneema (HB 26), Zylon (HM), Kevlar 29, Twaron, Spectra und / oder Diolen.
Anhand eines Ausführungsbeispiels mit Zeichnung soll die Erfindung näher beschrieben werden. Es zeigt:
Fig. 1 ein Schutzsystem in einer offenen Version,
Fig. 2 das Schutzsystem aus Fig. 1 an einem Fahrzeug,
Fig. 3 das Schutzsystem in einer geschlossenen Version in einer Hinteransicht,
Fig. 4 das Schutzsystem aus Fig. 3 in einer ersten Vorderansicht,
Fig. 5 das Schutzsystem aus Fig. 3 in einer anderen Variante,
Fig. 5a eine Lage aus Fig. 5.
Fig. 1 zeigt ein Schutzsystem 1 , bestehend aus einem Vorhang 2 mit mehreren Lagen 3, 4, 5, die über eine Art Stange 6 miteinander im oberen Bereich verbunden sind und an dieser gerafft werden können. Eine oder mehrere weitere, u-förmig gebogene Stange(n) 7 ermögli- chen bei der einer seitlichen Befestigung am Fahrzeug 10 (Fig. 2) die Einstellung des definierten Abstandes zum Fahrzeug 10. Der Schutzvorhang 2 kann bis zum Boden 11 herab hängen und so eine Schutzhöhe von 0 mm realisieren. Zusätzlich übernimmt der Vorhang 2 die Funktion der Geräusch- und Wärmedämmung. Der Vorhang 2, zumindest aber die äußere Lage 3, sollte Tarnfarbe besitzen.
In Fig. 3 dargestellt ist eine weitere Version in Form einer Box 20.
Für verschiedene Einsatzzwecke oder Fahrzeuge kann es vorteilhaft sein, den PROCUR in eine Box 20 zu integrieren. Eine derartige Box 20 lässt sich bei Bedarf schnell an entsprechend vorbereitete Stellen am Fahrzeug beispielsweise über Schnellverschlüsse anbauen. Diese Box 20 muss einen Freiraum für das Ausbeulen des Vorhanges 24 aufweisen. Hierbei werden mehrere Schichten 21, 22, 23 eines Schutzvorhangs 24 in der Box 20 befestigt (Fig. 4). Diese kann als vorgefertigte Einheit am Fahrzeug 10 adaptiert werden. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass es durch seine stabile Ausgestaltung robust gegen Beschädigungen bei Geländefahrt ist. Die definierten Abstände der Vorhangschichten 21 , 21 , 23 werden bereits bei der Vorfertigung berücksichtigt. Die einfache Befestigung der Box 20 macht einen einfachen Wechsel oder ein Nachrüsten möglich, wobei vorhandene Aufnahmen anderer Schutzeinrichtungen nutzbar sind.
Fig. 5 zeigt eine weitere Variante, hier mit geöffneter PROCUR-Box 20. Hierbei sind beispielsweise ebenfalls drei Lagen bzw. Schichten 21 , 22, 23 hintereinander positioniert, von denen jedes beispielsweise 6 Schichten 28 eines hochfesten Stoffs besitzt (Fig. 5a). Um ein Aufreißen des Vorhanges 24 bzw. der Schichten 21 , 22, 23 zu vermeiden und gleichzeitig einen definierten Abstand zwischen den Schichten 21 , 22, 23 zu erhalten, hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Vorhangsschichten 21 , 22, 23 rundum verklemmt werden. Der Abstand der Klemmleisten 25 in der Box 20 legt dann den Schichtabstand fest. Dazu sind die Lagen 21 , 22, 23 mit einem Klemmrahmen 26 versehen, sodass die Lage 21 , 22, 23 in diesem gehalten werden. Dabei werden die Schichten so bemessen, dass Faltenwurf 27 entsteht. Die umlaufende Klemmung 26 verhindert bei Beschuss das Ausreißen der Stoffschichten 28. Als Klemmrahmen 26 kann einfacher Stahlwinkel - auch genormt - verwendet werden.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Schutzsystem (1) für ein Fahrzeug (10) oder Objekt gegen Beschuss, insbesondere vor Multislug-EFP, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzsystem (1 ) aus einem Schutzvorhang (2) mit mehreren, zumindest aber zwei Lagen (2, 3, 4) aus hochfestem Gewebe oder dergleichen besteht, wobei die Lagen (3, 4, 5) des Schutzvorhangs (2) über eine Art Stange (6) miteinander im oberen Bereich verbunden sind und an dieser gerafft werden können.
2. Schutzsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass durch die Einbindung einer oder mehrerer weiterer, u-förmig gebogener Stange(n) (7) die Einstellung des definierten Abstandes zum Fahrzeug (10) erfolgt.
3. Schutzsystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzvorhang (2) bis zum Boden (11) herabhängen und so eine Schutzhöhe von 0 mm realisieren kann.
4. Schutzsystem (20) für ein Fahrzeug (10) oder Objekt gegen Beschuss, insbesondere vor Multislug-EFP, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzsystem (20) aus einem Schutzvorhang (24) mit mehreren, zumindest aber zwei Lagen (21 , 22, 23) aus hochfestem Gewebe oder dergleichen besteht, wobei die Lagen (21 , 22, 23) des Schutzvorhangs (24) in einer Box untergebracht sind und die Lagen (21 , 22, 23) gerafft sind oder einen Faltenwurf (27) aufweisen.
5. Schutzsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Box (20) als vorgefertigte Einheit am Fahrzeug (10) adaptiert werden kann.
6. Schutzsystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass definierte Abstände der Lagen (21 , 21 , 23) bei der Vorfertigung berücksichtigt werden.
7. Schutzsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagen (21 , 22, 23) rundum verklemmt werden, wobei der Abstand von Klemmleisten (25) in der Box (20) den Lagenabstand festlegt.
8. Schutzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Lagen (2, 3, 4, 21 , 22, 23) Materialien mit ballistischen Schutzkomponenten wie Dyneema (HB 26), Zylon (HM), Kevlar 29, Twaron, Spectra und / oder Diolen ist.
9. Schutzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagen (2, 3, 4, 21 , 22, 23) mit wenigstens einer dünnen, festen Alu- und / oder Kunststoffschicht verkleidet sind.
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