DE10207600C1 - Verbundglasscheibe - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbund-Sicherheitsglasscheibe (VSG-Scheibe), bestehend aus einer Einscheiben-Sicherheitsglas-Scheibe (ESG-Scheibe) und einer dünneren Flachglasscheibe mit einer reißfesten Zwischenschicht. Aufgabe der Erfindung ist es, eine VSG-Scheibe mit Notausstiegsfunktion zur Verfügung zu stellen, die leichter ist als die aus dem Stand der Technik bekannten VSG-Scheiben und gleichzeitig eine hohe Resttragfähigkeit gewährleistet. Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass die ESG-Scheibe (2) an ihren Umfangsrändern oder zumindest an zwei gegenüberliegenden Rändern an einer Unterkonstruktion (8) befestigt ist, wobei die Flachglasscheibe (4) und die Zwischenschicht (3) an einem dieser Ränder gemeinsam mit der ESG-Scheibe (2) und am übrigen Umfang der ESG-Scheibe (2) beabstandet von deren Rändern enden und zumindest an dem dem gemeinsamen Rand gegenüberliegenden Rand über ein öffenbares oder lösbares Verbindungselement (6) an der Unterkonstruktion (8) befestigt sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbundglasscheibe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bekannt sind Notausstiegsfenser in öffentlichen Verkehrsmit­ teln aus Einscheiben-Sicherheitsglas-Scheiben (ESG-Scheiben). Bei der Herstellung von ESG-Scheiben wird in eine Glasplatte auf den beiden Oberflächen eine Druckspannung eingeprägt, die eine höhere Biegezugspannung des Glases erlaubt. Der Bruch einer ESG- Scheibe wird durch einen Schlag mit einem spitzen Gegenstand ausgelöst. Sie zerbrechen dann in eine große Anzahl stumpfer Bruchstücke, die dann einfach aus dem die ESG-Scheibe halternden Rahmen gedrückt werden können. Solange die ESG-Scheiben senk­ recht stehen, besteht keine Verletzungsgefahr für Passagiere. Glassplitter, die beim Herausdrücken der Scheibe herunterfallen, können aufgrund der geringen Fallhöhe keinen Schaden anrichten. Anders ist die Situation, wenn ein Fahrzeug auf der Seite liegt. Die unteren Scheiben sind dann nicht als Notausstieg verwendbar, die oberen, als Notausstieg verwendbaren Scheiben befinden sich dann je nach Fahrzeugtyp in einer Höhe von 2 bis 3 m. Wird nun eine ESG-Scheibe als Notausstieg zerstört, so fallen die Split­ ter aus etwa 2 bis 3 m Höhe auf etwaige Verletzte bzw. Passagie­ re. Dies kann vor allem im Gesichts- und Kopfbereich zu Schnitt- und Platzwunden führen. Grund dafür ist die Tatsache, dass eben nicht die kleinen Glaskrümel einzeln aus der Scheibe fallen, sondern größere, zusammenhängende Einheiten von Glas, die erst beim Auftreffen in kleine Krümel zerfallen. Ein weiterer Nach­ teil dieser einfachen und gängigen Lösung ist die Tatsache, dass sowohl beim beabsichtigten als auch beim unbeabsichtigten Zer­ stören der Scheiben keinerlei Raumabschluss mehr gegeben ist.

Um das Herabstürzen von Glas zu verhindern, werden im Regel­ fall sogenannte Verbund-Sicherheitsglas-Scheiben (VSG-Scheiben) verwendet. Diese bestehen aus einem Sandwich aus wenigstens zwei Glasscheiben (Flachglas oder ESG) mit einer zwischenliegenden, hochreißfesten Folie aus Polyvinylbutyral (PVB). Die Mindestdi­ cke dieser Folie beträgt 0,36 mm. Bricht eine derartige Scheibe, so bleibt deren Integrität erhalten. Die Bruchstücke werden durch die Folie zusammengehalten. Man spricht von Splitterbin­ dung. Ein Herabfallen von Glasbruchstücken ist somit ausge­ schlossen. Da die PVB-Folie aber eine sehr hohe Zähigkeit und auch eine Dehngrenze von etwa 200% aufweist, ist es nur mit gro­ ßem Aufwand möglich, eine Öffnung in das VSG zu bekommen. Eine Alternative zum VSG mit PVB-Folie sind die sogenannten Gießharz­ scheiben. Hier wird die Splitterbindung durch ein Gießharz er­ reicht. Das Harz wird dabei im flüssigen Zustand zwischen zwei planparallele Scheiben gefüllt und härtet dort aus. Hinsichtlich der Eignung als Notausstieg ist eine VSG-Scheibe aus Gießharz ähnlich ungeeignet wie eine VSG-Scheibe mit einer PVB-Folie.

Um aber dennoch die Vorteile von VSG (Splitterbindung) für Notausstiegsfenster zu nutzen, sind verschiedene Lösungen be­ kannt. Ein Beispiel dafür ist in DE 195 44 886 A1 zu finden, in der ein Notausstiegsfenster, insbesondere für Eisenbahnwaggons oder Kraftfahrzeuge, offenbart ist. Bei diesem Fenster läuft zwischen dem Rahmenprofil und einer VSG-Scheibe ein aufblasbarer Druckschlauch um, der mit einem pyrotechnischen Gasgenerator in Verbindung steht. Nach elektrischer Zündung wird in dem Gasgene­ rator ein Druckgas erzeugt, das den Druckschlauch aufbläst. Da das Volumen des Druckschlauches dadurch größer wird als das Vo­ lumen des Rahmen-Hohlraums, in dem der Druckschlauch unterge­ bracht ist, wird die VSG-Scheibe unzerstört aus ihrem Rahmen ge­ drückt.

In EP 0 748 710 A1 und DE-AS 21 46 788 sind Lösungen offen­ bart, bei denen die VSG-Scheibe als Ganzes aus dem Rahmen ent­ fernt wird.

Aus DE 100 45 006 C1 und EP 1 002 641 A1 sind weitere Ver­ bund-Sicherheitsglasscheiben bekannt. Bei diesen wird die Not­ ausstiegsfunktion über Sollbruchstellen in der Zwischenschicht realisiert. Allerdings ist eine Resttragfähigkeit und damit ein Raumabschluss im zerstörten Zustand nur durch die Lösung gemäß DE 100 45 006 C1 gegeben, da hier für die Sollbruchstelle in der Zwischenschicht ein geeigneter Kunststoff verwendet wird, der die Resttragfähigkeit gewährleistet. Demgegenüber besteht die Sollbruchstelle bei EP 1 002 641 A1 aus einem Luftspalt, der keine Resttragfähigkeit sicherstellt. Im zerstörten Zustand wür­ de eine derartige Notausstiegsscheibe unkontrolliert aus ihrer Position klappen und damit im Überkopfbereich zu einer Gefähr­ dung von Passagieren führen.

Allen bekannten VSG-Scheiben mit Notausstiegsfunktion ist gemeinsam, dass sie aus zwei ESG-Scheiben mit einer reißfesten Zwischenschicht aufgebaut sind. Dies bedeutet aber ein relativ hohes Gewicht, da ESG-Scheiben aus physikalischen und produkti­ onstechnischen Gründen nur bis zu einer minimalen Dicke von 2,8 mm herstellbar sind. Damit sind die bekannten VSG-Scheiben mit Notausstiegsfunktion oftmals für die statischen Anforderungen ihres Einsatzes überdimensioniert und damit zu schwer.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine VSG- Scheibe mit Notausstiegsfunktion zur Verfügung zu stellen, die leichter ist als die aus dem Stand der Technik bekannten VSG- Scheiben und gleichzeitig eine hohe Resttragfähigkeit gewähr­ leistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer VSG-Scheibe ge­ löst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Diese VSG- Scheibe ist demnach ein asymmetrisches Laminat bestehend aus ei­ ner ESG-Scheibe, einer reißfesten Zwischenschicht und einer dün­ nen Flachglasscheibe, die zum Beispiel mit einer Dicke von 1 bis 2 mm gefertigt werden kann. Dabei ist die ESG-Scheibe deutlich größer als die durch die Flachglasscheibe und die reißfeste Zwi­ schenschicht abgedeckte Fläche und an ihrem Umfang, wenigstens aber an zwei Rändern mit einer Unterkonstruktion verbunden, was durch eine Verklebung oder ein Profil erfolgen kann. Das Laminat ist als dreiseitige Stufe ausgeführt, wobei die reißfeste Zwi­ schenschicht und die Flachglasscheibe an einen Rand der ESG- Scheibe heranreichen, also mit diesem zusammenfallen. Bei diesem Aufbau übernimmt nur die ESG-Scheibe eine statisch tragende Funktion. Die dünne Flachglasscheibe hat lediglich die Funktion, die Zwischenschicht vor mechanischen Beschädigungen wie zum Bei­ spiel Verkratzen zu schützen, wodurch sich dieser Aufbau auch vorteilhaft von auf ESG-Scheiben aufgeklebten Sicherheitsfolien unterscheidet.

Um die Notausstiegsfunktion zu aktivieren, wird die ESG- Scheibe mit einem Nothammer zertrümmert. Dies kann im Bereich des Randes der ESG-Scheibe erfolgen, der nicht durch die Flach­ glasscheibe und die reißfeste Zwischenschicht abgedeckt ist. Wenn die ESG-Scheibe zerstört ist, geht ihre Verbindung mit der Unterkonstruktion an ihrem Umfang bis auf den Bereich, in dem die Flachglasscheibe und die reißfeste Zwischenschicht bis an den Rand der ESG-Scheibe geführt sind, verloren. Die reißfeste Zwischenschicht wirkt dort als Filmscharnier. Die Resttragfähig­ keit der VSG-Scheibe wird dadurch erhöht, dass die Flachglas­ scheibe und die reißfeste Zwischenschicht über ein öffenbares oder lösbares Verbindungselement an der Unterkonstruktion befes­ tigt sind. Dieses Verbindungselement kann ein Reißverschluss, ein Klettband oder ein anderweitig geartetes öffenbares oder lösbares Verbindungselement sein. Dieses kann in dem dem Film­ scharnier gegenüberliegenden Bereich angeordnet sein. Im Bereich von Dachluken ist es sinnvoll, dieses Verbindungselement umlau­ fend am freien, d. h. nicht von der Flachglasscheibe und der Zwi­ schenschicht abgedeckten Bereich vorzusehen, da damit der Split­ terabgang während des Zerschlagens der ESG-Scheibe wirkungsvoll vermieden werden kann. In diesem Fall wird das Verbindungsele­ ment an einem Punkt durchschlagen oder an einer Ecke wird das Verbindungselement nicht bis zum Rand herangeführt, so dass ein nicht abgedeckter Bereich der ESG-Scheibe zugänglich ist.

Der Vorteil der beschriebenen erfindungsgemäßen Konstruktion liegt darin, dass die zerbrochene Scheibe zumindest im Bereich des Filmscharniers und des Verbindungselements mit der Unterkon­ struktion verbunden ist, und somit nicht unter ihrem Eigenge­ wicht aus der Lagerung klappen kann. Erst wenn das Verbindungs­ element durch die Passagiere oder Rettungskräfte geöffnet wird, kann das Laminat um das Filmscharnier aus der Unterkonstruktion geklappt werden. Die dünne Flachglasscheibe wird dieser Bewegung keinen Widerstand entgegensetzen. Da die durch die Verformung in der Flachglasscheibe erzeugten elastischen Spannungen sehr hoch sind, wird die sie in eine Vielzahl kleiner Bruchstücke zerbre­ chen, die aber durch die Zwischenschicht auf dieser fixiert sind, so dass dies keine Sicherheitsgefährdung bedeutet.

Die Verbindung zwischen dem Laminat und der Unter­ konstruktion kann entweder durch Verkleben des Verbindungsele­ ments mit der Flachglasscheibe erfolgen, oder aber durch das Eingießen in eine Gießharzschicht, die zugleich im ausreagierten Zustand die reißfeste Zwischenschicht ausbildet. Bei letzterer Lösung besteht der Vorteil darin, dass das Verbindungselement durch die Flachglasscheibe abgedeckt ist und somit nicht beschä­ digt werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei­ spielen näher erläutert. In der dazugehörigen Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine VSG-Scheibe,

Fig. 2 einen Schnitt A-A gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt B-B gemäß Fig. 1,

Fig. 4 einen Blick auf eine in eine Isolierglas­ scheibe integrierte VSG-Scheibe,

Fig. 5 einen Schnitt C-C gemäß Fig. 4 und

Fig. 6 einen Schnitt D-D gemäß Fig. 4.

Eine in den Fig. 1 bis 3 gezeigte VSG-Scheibe 1 besteht aus einer ESG-Scheibe 2, einer reißfesten Zwischenschicht 3 aus Gießharz sowie einer dünnen Flachglasscheibe 4. Insbesondere aus Fig. 1 geht deutlich hervor, dass die Fläche der Flachglasschei­ be 4 und der Zwischenschicht 3 deutlich kleiner ist als die Flä­ che der ESG-Scheibe 2. Zur Herstellung der VSG-Scheibe 1 wird zunächst ein elastoplastischer Abstandhalter 5 umlaufend auf den Rand der Flachglasscheibe 4 aufgelegt bzw. aufgetragen. Auf ei­ ner Schmalseite ist dieser Abstandhalter zweigeteilt und ein Verbindungselement 6 mit einem Reißverschluss 7 zwischengelegt, und zwar so, dass ein Teil 6.1 dieses Verbindungselements 6 den Abstandshalter 5 überragt. Diese Einheit, bestehend aus Flachglasscheibe 4 mit aufgetragenem bzw. aufgelegtem Abstandhalter 5 und eingelegtem Verbindungselement 6 wird nun auf die ESG-Scheibe 2 aufgelegt bzw. umgekehrt. Das geschieht so, dass ein U-förmiger Randbereich 2.1 der ESG-Scheibe 2 nicht von der Flachglasscheibe 4 abgedeckt ist, deren Ränder in diesem Bereich also im Abstand von den Rändern der ESG-Scheibe 2 enden. Der dem Verbindungselement 6 gegenüberliegende Rand der Flach­ glasscheibe 4 fällt mit dem Rand der ESG-Scheibe 2 zusammen.

In dem Abstandhalter 5 sind eine Einfüllöffnung und eine Entlüftungsöffnung vorgesehen, die nicht dargestellt sind. Durch die Einfüllöffnung wird ein Gießharz in den zwischen der Flach­ glasscheibe 4 und der ESG-Scheibe 2 gebildeten Zwischenraum ein­ gefüllt. Das Befüllen kann horizontal, vertikal oder auch in Schräglage der VSG-Scheibe 1 erfolgen. Dabei ist darauf zu ach­ ten, dass die Luft über der Entlüftungsöffnung vollständig aus dem Scheibenzwischenraum entweichen kann.

Nach dem Befüllen werden die Einfüllöffnung und die Entlüf­ tungsöffnung im Abstandhalter 5 verschlossen und das Gießharz wird ausgehärtet. Das geschieht je nach Art des Gießharzes durch Abkühlen, Erwärmen oder durch hochenergetische Bestrahlung. Nach dem Aushärten ist das Gießharz faktisch so starr und transparent wie Akrylglas oder ein ähnlicher Kunststoff.

Das Gießharz stellt eine feste Verbindung zwischen der Flachglasscheibe 4 und der ESG-Scheibe 2 her. Gleichzeitig ist auch das Verbindungselement 6 in seinem Bereich 6.1 im Gießharz festgelegt. Es kann aus einem textilen Material oder einem ge­ eigneten Kunststoff bestehen.

Bei dem Abstandhalter 5 handelt es sich um einen Butylstrang mit eingearbeitetem Trocknungsmittel. Durch die Selbstblockade der Wasserdampfdiffusion in dem Butylstrang wird das Eindringen von Wasser in die VSG-Scheibe 1 mit Sicherheit vermieden, so dass ein Blindwerden der Scheibe 1 oder ein Ablösen der Gieß­ harzschicht ausgeschlossen ist.

Die VSG-Scheibe 1 wird nun auf eine Unterkonstruktion, z. B. einen Rahmen 8, aufgelegt. Dabei liegt sie auf ihren von der Flachglasscheibe 4 und der Zwischenschicht 3 freien Rändern di­ rekt auf dem Rahmen 8 auf, während sie auf ihrer dem Verbin­ dungselement 6 gegenüberliegenden Seite unter Zwischenschaltung der Flachglasscheibe 4 und der Zwischenschicht 3 bzw. des Ab­ standhalters 5 auf dem Rahmen 8 gelagert ist. Der Rahmen 8 hat aus diesem Grunde zum Höhenausgleich auf der dem Verbindungsele­ ment 6 gegenüberliegenden Seite eine geringere Höhe als auf den anderen drei Seiten, d. h., er ist gestuft.

Zur Aktivierung der Notausstiegsfunktion der VSG-Scheibe 1 wird diese in ihrem Bereich 2.1 mit einem Nothammer oder einem anderen geeigneten Gegenstand zertrümmert. Dadurch geht die Ver­ bindung der ESG-Scheibe 2 mit dem Rahmen 8 an den drei Seiten verloren, an denen sie direkt auf dem Rahmen 8 aufliegt. Die Resttragfähigkeit der VSG-Scheibe 1 wird zum einen dadurch ge­ währleistet, dass die Flachglasscheibe 4 und die Zwischenschicht 3 über das Verbindungselement 6 mit dem Rahmen 8 verbunden sind, und zum anderen dadurch, dass auf der gegenüberliegenden Seite die Verbindung der VSG-Scheibe 1 mit dem Rahmen 8 erhalten geblieben ist. Wird jetzt der Reißverschluss 7 geöffnet, so klappt die gesamte VSG-Scheibe 1 um die Seite, auf der sie noch mit dem Rahmen 8 verbunden ist, nach unten, wobei die Gießharz­ schicht 3 auf dieser Seite als Filmscharnier wirkt. Die Flach­ glasscheibe 4 setzt dieser Aufklappbewegung keinen nennenswerten Widerstand entgegen, da die in ihr durch die Verformung erzeug­ ten elastischen Spannungen sehr hoch sind und sie dadurch in ei­ ne Vielzahl kleiner Bruchstücke zerbricht, die durch die Zwi­ schenschicht 3 gebunden sind.

Abweichend von dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel kann das Verbindungselement 6 U-förmig umlaufend ausgebildet sein, d. h. alle von der Flachglasscheibe 4 und der Zwischenschicht 3 freien Bereiche 2.1 abdecken. Diese Lösung hat den Vorteil, dass sich aus den Bereichen 2.1 nach dem Zerstören der ESG-Scheibe 2 keine Glasbruchstücke lösen und nach unten fallen können, da dieser Bereich nach unten durch das Verbin­ dungselement 6 abgedeckt ist. Das Zertrümmern der ESG-Scheibe 2 kann bei dieser Variante über einen speziellen, im Bereich der Flachglasscheibe 4 vorgesehenen Anschlagpunkt erfolgen, wie ein­ gangs bereits erwähnt, oder aber das Zertrümmern kann auch im Bereich des Verbindungselements 6 erfolgen, sofern dies aus ei­ nem Material besteht, welches durch die Schlagwirkung nicht we­ sentlich zerstört wird.

Das Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 4 bis 6 zeigt die In­ tegration einer erfindungsgemäßen VSG-Scheibe 1 in eine Isolier­ glasscheibe 9. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden für gleiche Bauteile die gleichen Bezugszeichen verwendet wie im vorherge­ henden Ausführungsbeispiel. Die Integration einer erfindungsge­ mäßen VSG-Scheibe 1 in eine Isolierglasscheibe 9 ist insbesonde­ re bei vertikaler Anwendung möglich. Dabei wird die im vorherge­ henden Ausführungsbeispiel beschriebene VSG-Scheibe 1 entweder mit einer weiteren ESG-Scheibe 10 oder einer VSG-Scheibe 10 mit Sollbruchstelle, wie in DE 100 45 006 C1 beschrieben, oder einer zweiten VSG-Scheibe 1 (nicht dargestellt) zu einer hermetisch dichten Einheit verbunden. Dies ist mit einer einfachen Folien­ lösung, bei der die Folie direkt auf die ESG-Scheibe geklebt ist, nicht machbar, da die Folie und die Grenzflächen zwischen der Folie und den Isolierglas-Dichtstoffen nicht gasdiffusions­ dicht sind. In der hier beschriebenen Ausführung dagegen exis­ tiert nur eine Grenzfläche zwischen Glas und Dichtstoff, wie sie aus konventionellen Isolierglasscheiben bekannt ist. Die Verbin­ dung zwischen der VSG-Scheibe 1 und der weiteren ESG- oder VSG- Scheibe 10 erfolgt über einen gasdiffusionsdichten Abstandhalter 11. Das Verbindungselement 6 ist in seinem dem in das Gießharz eingebetteten Bereich 6.1 gegenüberliegenden Bereich in den Randverbund der Isolierglasscheibe 9 integriert, wobei es dann sinnvoll ist, das Verbindungselement aus einem hinreichend gas­ dichten Material auszuführen, oder aber in ein derartiges einzu­ betten, das dann mit dem Randverbund der Isolierglasscheibe 9 verklebt wird.

In dem in den Fig. 4-6 beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Verbindungselement 6 nur an einer Seite vorgesehen. Es kann natürlich auch hier u-förmig umlaufen, wie beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel beschrieben. Das Verbindungselement 6 kann auch über den Abstandhalter 11 nach außen hinausragen und so der Verbindung der gesamten Isolierglasscheibe 9 mit einer Unterkon­ struktion dienen.

Claims (6)

1. Verbund-Sicherheitsglasscheibe, bestehend aus einer Ein­ scheiben-Sicherheitsglas-Scheibe (ESG-Scheibe) und einer dünneren Flachglasscheibe mit einer reißfesten Zwischen­ schicht, dadurch gekennzeichnet, dass die ESG-Scheibe (2) an ihren Umfangsrändern oder zumindest an zwei gegenüber­ liegenden Rändern an einer Unterkonstruktion (8) befes­ tigt ist, wobei die Flachglasscheibe (4) und die Zwi­ schenschicht (3) an einem dieser Ränder gemeinsam mit der ESG-Scheibe (2) und am übrigen Umfang der ESG-Scheibe (2) beabstandet von deren Rändern enden und zumindest an dem dem gemeinsamen Rand gegenüberliegenden Rand über ein öf­ fenbares oder lösbares Verbindungselement (6) an der Un­ terkonstruktion (8) befestigt sind.

2. Verbund-Sicherheitsglasscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (6) an seinem einen Randbereich (6.1) auf die Flachglasscheibe (4) auf­ geklebt ist.

3. Verbund-Sicherheitsglasscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (6) an seinem einen Randbereich (6.1) in ein die Zwischenschicht (3) bildendes Gießharz eingebettet ist.

4. Verbund-Sicherheitsglasscheibe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der gegenüberliegende Rand­ bereich des Verbindungselements (6) mit der Unterkon­ struktion (8) verklebt, verklemmt, verschraubt oder verc­ lipst ist.

5. Verbund-Sicherheitsglasscheibe nach einem der vorstehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnen des Verbindungselements (6) durch einen integrierten Reißverschluss (7), ein Klettband, Druckknöpfe, Clipse oder anderweitig öffenbare oder lösbare Elemente gewähr­ leistet ist.

6. Verbund-Sicherheitsglasscheibe nach einem der vorstehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie in eine Isolierglasscheibe (9) integriert ist.