DE1813267B2

DE1813267B2 - Sicherheitsverbundglas fur Wind schutz scheiben

Info

Publication number: DE1813267B2
Application number: DE1813267A
Authority: DE
Inventors: Joji Itami Suzuki; Keihachiro Takarazuka Tanaka
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 1967-12-07
Filing date: 1968-12-06
Publication date: 1973-12-13
Also published as: DE1813267C3; US3798113A; DE1813267A1; GB1225310A; FR1599184A; BE725061A

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsverbundglas für Windschutzscheiben aus wenigstens zwei transparenten Glasplatten und wenigstens einer mit diesen

verbundenen Zwischenschicht aus einem organischen polymeren Material.

In den letzten Jahren stieg die Anzahl der Verletzten und Toten bei Kraftfahrzeugunfällen mit der zunehmenden Anzahl von Kraftfahrzeugen, so daß der Ruf

ao nach Sicherheit in Kraftfahrzeugen immer größer wurde. Die Windschutzscheiben von Kraftfahrzeugen sollen im Bestreben nach einer möglichst großen Sicherheit so ausgebildet sein, daß der Aufprall von Körperteilen, insbesondere der Aufprall des Kopfes

as von Fahrzeuginsassen bei UnfälJsn, gemildert, d. h. gedämpft wird und ein Durchdringen der Körperteile durch das Glas der Windschutzscheibe nicht ohne weiteres möglich ist.

Die Forderung nach einem nicht ohne weiteres möglichen Durchdringen der Körperteile durch das Glas der Windschutzscheibe wurde bis zu einem gewissen Grad durch ein Sicherheitsverbundglas mit einem hohen Durchstoßwiderstand erfüllt. Ein bekanntes Sicherheitsverbundglas mit einem hohen Durchstoßwiderstand besteht beispielsweise aus zwei Glasplatten und einer zwischen den Glasplatten angeordneten Zwischenschicht aus ^inem organischen polymeren Material, wie beispielsweise Polyvinylbutyral, wobei die Dicke der Zwischenschicht erhöht und die

+ο Bindungskraft zwischen den Glasplatten und der Zwischenschicht verringert wurde (vgl. z. B. USA.-Patentschriften 2 946 711, 3 231 461 und 3 249 487).

Ein weiteres bekanntes Sicherheitsverbundglas mit einem hohen Durchstoßwiderstand besteht aus zwei oder mehreren Glasplatten und unzerbrechlichen, durchsichtigen Zwischenschichten, bei welchem eine oder mehrere Glasplatten von weniger als 5 mm Stärke verwendet werden, die durch Luftabschreckung auf einen Härtegrad gebracht sind, der die Grenze der Krümelfähigkeit nicht erreicht.

Der hohe Durchstoßwiderstand der bekannten Sicherheitsverbundgläser führt jedoch bei einem Unfall zu einem harten Aufprall der Körperteile der Fahrzeuginsassen auf die Windschutzscheibe. Da die auf die Windschutzscheibe aufschlagenden Körperteile in der Regel die Köpfe der Fahrzeuginsassen sind, führt der harte Aufschlag auf die Windschutzscheibe zu Gehirnerschütterungen, Bewußtlosigkeit und bleibenden schwerwiegenden Kopfverletzungen. Es ist zwar durch das Sicherheitsverbundglas mit hohem Durchstoßwiderstand gelungen, daß die bei einem Bruch der Glasscheibe entstehenden Glassplitter etwas von ihrer ursprünglichen scharfkantigen Form verloren haben, wodurch die Gefahr der Schnitt-Verletzungen beim Durchstoßen der Körperteile durch die Windschutzscheibe vermindert wird. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß die schwerwiegenden und tödlichen Verletzungen bei einem Aufprall des Kopfes

auf die Windschutzscheibe nicht auf die Schnittverletzungen, sondern auf die Verletzungen zurückzuführen sind, die durch den Aufschlag des Kopfes auf die Windschutzscheibe entstanden sind.

Die Forderung nach einem Abfallen der Glasbruchstücke und die Forderung nach Bruchstücken mit einer möglichst wenig scharfkantigen Form ist daher von untergeordneter Bedeutung und spielt erst dann eine Rolle, wenn der Kopf der Fahrzeuginsassen die Windschutzscheibe durchschlagen hat. Vor dem Bruch der Windschutzscheibe treten aber bereits durch den Aufschlag des Kopfes auf die Windschutzscheibe Verletzungen auf, die wesentlich gefährlicher und schwerwiegender sind als die durch die Glasbruchstücke hervorgerufenen Schnittverletzungen. Unter Berücksichtigung der überaus gefährlichen und schwerwiegenden Verletzungen, die durch den bloßen Aufschlag des Kopfes auf die Windschutzscheibe auftreten, ist es unbeachtlich, daran zu denken, daß die Bruchstücke der Glasscheibe in geeigneter Form abfallen und die geeignete Form haben. Aus der nachstehend angegebenen Statistik ergibt sich, daß bei Verletzungen, die durch den Aufprall von Körperteilen auf die Windschutzscheiben hervorgerufen sind, die meisten gefahrlichen und tödlichen Verletzungen in erster Linie auf den bloßen Aufschlag auf die Windschutzscheibe und nicht auf die Schnittverletzungen durch die Glasbruchstücke zurückzuführen sind. Die nachfolgende Statistik zeigt eine Tabelle, die vom Cornell Aeronautical Laboratory, Inc. of Cornell University, USA, im Jahre 1964 unter dem Titel »Automobile glazing as an injury factor in accident« veröffentlicht wurde:

Tabelle

Schwere der durch die Windschutzscheibe verursachten Verletzungen am Κορί, zva. Hals und an den Armen von im Zentrum und rechts vorn sitzenden Insassen bei Auffaiirunfällen

Grad der durch die Windschutzscheibe verursachten Verletzung

geringfügig	nicht gefährlich	gefährlich	tödlich	insgesam
1525	535	59	24	2143
71,2	25,0	2,7	1,1	100,0
18,4	51,5	92,9	90,5	31,1
81,6	48,5	7,1	9,5	68,1
22	10	1	7	40
55,0	25,0	2,5	V,5	100,0
115	24	0	0	139
82,7	17,3	0,0	0,0	100,0

Kopfverletzungen:

Verletzungshäufigkeit

Prozentsatz der Verletzung

Verletzungs-Typ:

Aufprallverletzung, %

Schnittverletzung, %

am Hals:

Verletzungshäufigkeit ....
Verletzungsprozentsatz ...

an den Armen:

Verletzungshäufigkeit

Verletzungsprozentsatz ...

Die Kopfverletzungen werden in Aufschlagverletzungen und Schnittverletzungen eingeteilt, und der Grad der Verletzung wird in vier Stufen unterteilt. Aus der vorstehenden Tabelle geht hervor, daß der Grad der durch die Windschutzscheibe verursachten Schnittverletzungen in der Stufe »geringfügig« 81,4% beträgt, daß aber in den Stufen »gefährlich« und »tödlich« die Aufschlagverletzungen über 90% liegen, während die Schnittverletzungen in diesen Stufen weniger als 10% betragen.

Auf Grund der durch die vorstehende Statistik gewonnenen Erfahrungen wird deutlich, daß die gefährlichen und tödlichen Verletzungen bei einem Aufprall auf die Windschutzscheibe in erster Linie auf den bloßen Aufschlag des Kopfes auf die Scheibe und nicht auf Schnittverletzungen durch die Glasbruchstücke zurückzuführen sind. Bei der Entwicklung eines Sicherheitsverbundglases ist daher das Hauptaugenmerk darauf zu richten, daß der Aufschlag der Körperteile auf die Windschutzscheibe bei einem Unfall gemildert, d. h. gedämpft wird. Die Frage nach der Art und Form der Glasbruchstücke ist von untergeordneter Bedeutung,

Es war daher die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, ein Sicherheitsverbundglas für Windschutzscheiben zu schaffen, bei welchem im Fall eines Unfalles der Aufschlag von Körperteilen auf die Windschutzscheibe gemildert, d. h. gedämpft wird.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die verwendeten Glasplatten unverstärkt sind und wenigstens eine der Glasplatten verringerte Schlag-

festigkeit aufweist, die niedriger als die Schlagfestigkeit einer unverstärkten Glasplatte von gleicher Dicke und Größe ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Sicherheitsverbundglas ist die Durchschlagfestigkeit so weit herabgesetzt, daß

das Verbundglas bei einem Aufschlag des Kopfes nachgeben und bis zum Erreichen einer vorbestimmten Durchschlagfestigkeit die durch den Aufschlag des Kopfes hervorgerufene Aufschlagskraft absorbieren kann. Hierdurch wird der Aufschlag des Kopfes auf die Windschutzscheibe gemildert, so daß die durch den Aufsch'ag des Kopfes auftretenden Verletzungen gemildert werden können.

Eine besonders gute Wirkung des erfindungsgemäßen Sicherheitsverbundglases kann dadurch erzielt werden, daß sich die transparente Glasplatte mit verringerter Schlagfestigkeit auf der Innenseite der Windschutzscheibe befindet, die dem Fahrzeugführer 'gegenüberliegt, wobei die Verringerung der Schlagfestigkeit

in der der Zwischenschicht anliegenden Glasoberfläche einer Glasplatte bei einem geeigneten Abstand mit

vor der Herstellung des Verbundes \ rfolgt ist. einem Diamantpräge- oder -drückgerät bearbeitet.

Bei einem Aufschlag eines Körperteils auf die Wind- Der Bearbeitungsabstand, d. h. der Abstand zwischen schutzscheibe entsteht auf der dem Fahrgastraum zu- einer beschädigten Stelle und einer benachbarten begekehrten Seite der inneren Platte eine Druckzone, 5 schädigten Stelle, hängt von dem verwendeten Einwährend auf der dem Fahrgastraum abgekehrten Seite druckkörper, der während des Eindrückens ausgedieser Glasplatte eine Zugzone entsteht. Wenn nun übten Drucklast und dem gewünschten Abnahmegrad die innere Glasplatte gemäß der vorstehend beschrie- der Festigkeit ab. Der Bearbeitungsabstand kann benen Ausführungsform an der dem Fahrgastraum jedoch in den meisten Fällen im Bereich von etwa abgekehrten Seite eine verringerte Schlagfestigkeit auf- io 2,54 bis 15,24 cm liegen. Überdies soll die Beschädigung weist, d. h. geschwächt ist, kann sich die Glasplatte derartig sein, daß das Fertigprodukt eine zufrieden- und damit die Windschutzscheibe vor Eintritt des stellende Transparenz aufweist. Bruches in vorherbestimmter Weise durchbiegen, so Weitere geeignete Arbeitsweisen zur Herabsetzung daß ein erheblicher Teil der Aufschlagskraft absorbiert der Festigkeit einer Glasplatte sind ein Sandfallverwerden kann. 15 fahren, bei welchem man Schmirgel aus einer geeig-

Die Verringerung der Schlagfestigkeit der für die neten Höhe auf die Oberfläche der Glasplatte herab-

erfindungsgemäße Windschutzscheibe verwendeten fallen läßt, ein Wassermahl- oder Wasserschleifver-

Glasplatten kann auf vielerlei Weise erfolgen. So kann fahren, bei welchem eine Glasplatte (Tafelglas) der

die Glasoberfläche durch irgendein chemisches oder Einwirkung einer Wassermahl- oder Wasserschleif-

mechanisches Verfahren in ihrer Festigkeit verringert ao maschine für die Herstellung von Mattglas unterworfen

werden, soweit diese Verfahren nicht zu einer unzu- wird.

lässigen Einbuße der Transparenz des Glases führen. Die Festigkeit einer oberflächenbehandelten Glas-

Eine Auswahl der verschiedenen Möglichkeiten zur platte wird nach den folgenden Prüfverfahren A oder B

Verringerung der Festigkeit des Glases ist in den An- gemessen.

Sprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung ange- »5 j_est ^ (Rjngbiegetest) geben.

Gemäß einer bevorzugten chemischen Behandlung Dieses Prüfverfahren wird gewöhnlich als Ringwerden beide oder vorzugsweise eine der Oberflächen biegefestigkeits-Meßverfahren bezeichnet: einer Glasplatte mit einem geschmolzenen Lithium- Eine Glasplatte mit einer Größe von 50 · 50 mm salz, z. B. Lithiumnitrat, in Berührung gebracht, wo- 30 wird auf einen Hohlzylinder mit einem Durchmesser durch ein Teil von Na⁺ auf der Glasoberfläche durch von 24 mm gelegt. Ein Hohlzylinder mit einem Durch-Li⁺ ersetzt wird. Erwünschtenfalls kann ein anderes messer von 12 mm wird gegen die Glasplatte von oben Salz, z. B. ein Kaliumsalz, mit einem Lithiumsalz ge- her gedrückt, wobei eine Belastung bis zum Brechen mischt werden, um ein Bad mit einem niedrigeren der Glasplatte ausgeübt wird. Die Festigkeit der Glas-Schmelzpunkt zu ergeben. Beispielsweise schmilzt 35 platte wird aus der folgender Gleichung berechnet: eine Mischung von 40 Molprozent Lithiumnitrat und

60 Molprozent Kaliumnitrat bei etwa 14O⁰C. Die σ = 0,4 · — [kg/mm²],

Geschwindigkeit des Ionenaustausches hängt weit- ''²

gehend von der Temperatur des Bades ab, und wenn worin /1 die Dicke der Glasplatte und ρ die Belastung

die Temperatur hoch ist, wird die Oberfläche des 40 zum Zeitpunkt des Brechens der Glasplatte darstellen.

Glases bald trüb. Wenn daher die Behandlungstem- _(V .. .. .

peratur herabgesetzt wird, wird die Oberflächenbe- l est B ^ugeirantest)

handlung zur Verringerung der Schlagfestigkeit des Diese Prüfung wird an einer Probe mit einer Größe

Glases erleichtert. In diesem Fall kann die Temperatur von 30 · 30 cm ausgeführt:

geschmolzenen Salzbades im Bereich von etwa 150 bis 45 Die bearbeitete oder geschwächte Probe wird an

27O⁰C, vorzugsweise von etwa 180 bis 250^cC, liegen. zwei Seiten gelagert. Man läßt eine Stahlkugel mil

Die Berührungsdauer hängt von der Temperatur des einem Gewicht von 180 g aus einer Höhe von 2,6 rr

Salzbades und dem gewünschten Grad der Erniedri- auf die Probe fallen, wodurch die Probe zerstört wird

gung der Festigkeit ab. Die Berührungsdauer soll je- Die Geschwindigkeit V₁ der Stahlkugel unmittelbai

doch vorzugsweise etwa 60 Minuten nicht übersteigen, 50 vor dem Aufschlagen ist } 2g-2,6m = 716 cm/sec

wenn die Temperatur des Salzes 21O⁰C beträgt. Eine Eine Kamera wird neben der Probe aufgestellt. Di<

nach diesem Verfahren behandelte Glasplatte besitzt Lagen der Kugel vor und nach dem Aufschläger

eine Oberfläche mit einer nach innen zunehmenden werden mit einem stroboskopisch^ Blitz (200 Zyklen

Na⁺-Konzentration und einer nach innen abnehmen- see.) beleuchtet und auf einem Film photographiert

den Li+'Konzentration. 55 In einer vergrößerten photographischen Darstellunj

Bei einer anderen geeigneten chemischen Behänd- wird der Abstand zwischen zwei Stellungen der Kugel

lung wird eine Glasplatte mit einer sauren wäßrigen die der Glasplatte vor dem Auftreffen am nächste!

Lösung eines Alkalifluorids behandelt (z. B. eine sind, gemessen und als Ιχ bezeichnet In ähnlicher Weisi Lösung, die durch Vereinigen von 1 Volumteil einer wird der Abstand zwischen zwei Stellungen der Kugel

wäßrigen Lösung mit einem Gehalt von 10 Gewichts- 60 die der Glasplatte nach dem Auftreffen am nächstei

prozent HCl und zwei Volumteilen einer wäßrigen sind, gemessen und als I₁ bezeichnet. Die Geschwindig

Lösung mit einem Gehalt von 10 Gewichtsprozent keit V_z der Kugel unmittelbar nach dem Aufschlage! NaF hergestellt wurde). Als Behandlungstemperatur beträgt etwa

ist Raumtemperatur ausreichend, und die Berührungs- I^ __ _y

dauer übersteigt vorzugsweise nicht etwa 5 Minuten. 65 /

Ein bevorzugtes und vorteilhaftes mechanisches * Verfahren ist ein Eindruck- oder Einpreßverfahren, bei Der Unterschied zwischen der Bewegungsenergi

welchem man beide Oberflächen oder eine Oberfläche vor dem Aufschlagen und der Bewegungsenergie nac

χ/

dem Aufschlagen kann aus V₁ und V₂ durch die Glei- rers auf das Verbundglas gemäß der Erfindung auf-

chung schlägt, wird die Glasplatte leicht gebrochen, da eine

ι t/ _ (y ι/λ r m/secl Glasplatte mit einer verringerten Festigkeit für die

~~ ^ ¹ 2i Ib I Herstellung des Verbundglases verv endet wird. Wenn

berechnet werden, worin m das Gewicht der Stahl- 5 die Glasplatte gebrochen wird, wild die Energie des

kugel (180 g) bedeutet. Aufpralles allmählich in der Zwischenschicht absor-

Wenn eine vorbehandelte Probe nach dem Test A biert, weshalb der Kopf einen geringeren Stoß erhält,

oder dem Test B geprüft wird, soll die behandelte F i g. 2 zeigt Änderungen der Belastungsfestigkeit

Oberfläche der der Belastung oder dem Aufprallstoß einer Glasplatte mit einer Dicke von 3 mm und einer

ausgesetzten Oberfläche abgekehrt sein. io Fläche von 50 · 50 mm beim Eintauchen in ein ge-

Vorzugsweise soll die oberflächenbehandelte Glas- schmolzenes Salzbad (40 Molpro/ent LiNO₃ und platte, die bei der Herstellung des Schichtaufbaus 60 Molprozent KNO₃) bei 210⁰C. Jede Probe wird in gemäß der Erfindung zur Anwendung gelangt, eine das geschmolzene Salzbad für eine bestimmte Zeit-Festigkeit von nicht mehr als etwa 6,0 kg/mm² nach dauer (30, 60 oder 90 Minuten) eingetaucht und dann dem vorstehend geschilderten Test A und eine Stoß- 15 aus dem Bad entnommen. Die Probe wird gekühlt, mit oder Schlagfestigkeit von nicht mehr als etwa 550 g Wasser gewaschen und getrocknet, und deren Festigm/sec. gemäß dem vorstehend beschriebenen Test B keit wird nach dem vorstehend beschriebenen Test A aufweisen. gemessen. Es wurden 15 Probestürke für die jeweilige,

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Zeich- vorstehend angegebene Eintauchdauer geprüft, und

nungen näher erläutert. ^ao deren Belastungsfestigkeit (.y) wurde gemessen. F i g. 2

F i g. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Sicher- zeigt die Ergebnisse für jede Eintauchdauer und die

heitsverbundglas gemäß der Erfindung; Ergebnisse, die an unbehandelten Probestücken er-

F i g. 2 zeigt die Verringerung der Belastungsfestig- zielt wurden. Auf der Abszisse ist die Belastungsfestigkeit einer Glasplatte, die in ein geschmolzenes Salzbad keit (*) aufgetragen und auf der Ordinate eine Wahreingetaucht ist (40 Molprozent LiNO₃ und 60 Molpro- 25 scheinlichkeitsdichtefunktion von .v
zent KNO₃), wobei die Temperatur des Salzbades
21O⁰C beträgt; /(._r) ₌ __L- c— (* ~

F i g. 3 zeigt die Abnahme der Schlagfestigkeit einer _σ |₂.τ " 2 σ²

Glasplatte, die mit einem Diamantenprägegerät be- _

arbeitet wurde, und 3° worin χ den mittleren Wert der Proben und σ eine

F i g. 4.1 bis 4.4 veranschaulichen die Ergebnisse Standardabweichung der Proben bedeuten,
von Schlagversuchcn bei verschiedenen Windschutz- Wenn eine Glasplatte in ein geschmolzenes Bad von scheiben. Lithiumsalz eingetaucht wird, wird Na⁺ in einer Ober-Gemäß F i g. 1 besitzt zumindest eine der trans- flächenschicht der Glasplatte gegen Li ^Λ mit einem parenten Glasplatten 1 und 1' eine verringerte Schlag- 35 geringeren Volumen ausgetauscht, und demgemäß oder Stoßfestigkeit auf Gund der Vorbehandlung ihrer wird die Festigkeit der Glasplatte herabgesetzt. Bei Oberfläche. Eine Zwischenschicht 2 aus einem orga- den aufgezeigten Beispielen besitzt eint· unbehandelte nischen polymeren Material ist zwischen die Platten 1 Glasplatte im Durchschnitt eine Belastungsfestigkeit und 1' eingebracht und an diese gebunden, so daß ein von 8,5 kg/mm². Nach der Behandlung gemäß der einheitlicher Aufbau entsteht. Die Zwischenschicht 2, 40 Erfindung über 30, 60 und 90 Minuten erhält die Glasdie nicht Gegenstand der Erfindung ist, soll Vorzugs- platte eine verringerte Belastungsfestigkeit von durchweise eine der bisher vorgeschlagenen Zwischen- schnittlich 6,0, 4,7 bzw. 3,8 kg/mm²,
schichten sein, die einen hohen Durchstoß- oder Ein- Die Transparenz der Probe geht mit der Zunahme dringungswiderstand ergibt. Vorzugsweise besitzen der Behandlungsdauer verloren; eine Hitzebehandlung beide Glasplatten 1 und 1' eine verringerte Schlag- 45 über (0 Minuten bei 210⁰C ergibt jedoch keine Beein- oder Stoßfestigkeit. Gemäß einer besonders bevor- trächtigung der Transparenz.

zugten Ausführungsform der Erfindung ist jede der F i g. 3 zeigt die Abnahme der Schlagfestigkeit 'tx Glasplatten 1 und 1' an der dem Fahrer zugekehrten Probestücke (Glasplatte mit einer Dicke von 3 mm und Oberfläche unbehandelt, jedoch an der dem Fahrer einer Fläche von 30 · 30 cm), von denen eine Oberfläche abgekehrten Oberfläche einer Behandlung zur Herab- 50 mit einem Diamantpreß- oder -prägegerät bearbeitei setzung der Schlag- oder Stoßfestigkeit unterworfen. wurde. Die Bearbeitung erfolgt durch Einritzen von Wenn der Kopf des Fahrers kräftig auf eine Wind- kleinen Ausnehmungen in die Oberfläche der Glasschutzscheibe aufschlägt, entsteht an den dem Fahrer platte durch einen Einkerbungsdiamanten unter einei zugekehrten Oberflächen der Glasplatten eine Druck- Belastung von 200 oder 400 g. Die eingekerbten odei zone, während an den dem Fahrer abgekehrten Seiten 55 bearbeiteten Stellen sind in einem Gitterwerk verteilt der Glasplatten eine Zugzone auftritt. Wenn die Glas- und der Einkerbungsabstand (Abstand zwischen zwe oberfläche an der dem Fahrer abgekehrten Seite ge- benachbarten eingekerbten Stellen) beträgt 61 odei schwächt ist, wird das Glas infolge der durch den Auf- 30,5 mm. Die Schlagfestigkeit wird nach dem vorstc schlag erzeugten Spannung mühelos gebrochen. Wenn hend beschriebenen Test B an 15 Probestücken fü andererseits ein Gegenstand von außen auf die Wind- 60 jede Einkerbungsbelastung und jeden Einkerbungs schutzscheibe aufschlägt, tritt eine Zugbeanspruchung abstand gemessen, und die Mittelwerte sind in de an den Oberflächen der Glasplatten auf, die dem graphischen Darstellung von F i g. 3 eingezeichnet Fahrer zugekehrt sind, während eine Druckbean- Die Abszisse der graphischen Darstellung von Fig.' spruchung auf der anderen Seite auftritt. Dabei unter- stellt den Einkerbungsabstand in mm dar und di liegt die behandelte Oberfläche der Glasplatte einer 65 Ordinate die Schlagfestigkeit gemäß Test B in gm/se Druckbeanspruchung, so daß die Glasplatte weniger (Unterschied der Bewegungsenergie der Kugel vo leicht bricht als im Fall des Aufschiagens mit dem Kopf und nach dem Zusammenstoß). In F i g. 3 bedeutet de auf die Windschutzscheibe. Wenn der Kopf des Fah- Einkerbungsabstand von -v eine unbehandelte Glas

platte. Aus F i g. 3 ist ersichtlich, daß die unbehandelte Glasplatte eine Schlagfestigkeit von 850 g m/sec aufweist, während die Festigkeiten der Glasplatten, die in einem Abstand von 61 bzw. 30,5 mm eingekerbt sind, auf etwa 400 bis 500 bzw. etwa 200 bis 300 g m/sec verringert wurden. Die Glasplatten sind in ihrer.Transparenz durch die Bearbeitung bzw. das Einkerben nicht beeinträchtigt.

Die F i g. 4.1 bis 4.4 zeigen die Ergebnisse von Aufschlagprüfungen für verschiedene Winc^chutzscheibenglasplatten. Es wurden die folgenden 4 Windschutzscheibenglasplatten hergestellt, die 530 · 1300 mm groß waren.

A. Getempert (Vergleichsversuch)

Eine Glasplatte mit einer Dicke von 5 mm wurde etwa 5 Minuten lang in einem Ofen von 650 bis 720° C erhitzt. ^r>,v wurde dann herausgenommen und durch Blasen von kalter Luft gegen die Glasoberfläche rasch gekühlt.

B. Verbundglas (Vergleichsversuch)

Ein Verbundglas, bestehend aus zwei 3 mm dicken Glasplatten und einer Zwischenschicht von Polyvinylbutyral mit einer Dicke von 0,76 mm, wurde verwendet. Jede Glasplatte besaß eine Belastungsfestigkeit gemäß dem Test A von 8,5 kg/mm^a und eine Schlagfestigkeit gemäß dem Test B von 85Og m/sec. Diese Werte stellen Durchschnittswerte von 15 Probestücken dar.

C. Erfindungsgemäßes Verbundglas ^(Ionenaustausch)

Es wurde ein gleiches Verbundglas vie bei der Probe B mit der Abänderung hergestellt, daß jede Glasplatte einer Vorbehandlung unterworfen wurde, bei welcher lediglich eine Oberfläche von jeder Glasplatte mit einem geschmolzenen Salzbad (40 Molprozent LiNO;,und 60 Molprozent KNO₃) bei 220 ± 5°C für die Dauer von 60 Minuten in Berührung gebracht wurde. Diese Probe besitzt gemäß Test A eine Belastungsfestigkeit von 4,5 kg/mm² (Mittelwert von 15 Probestücken). Die für das erfindungsgemäße Verbundglas X verwendeten Glasplatten sind auf den dem Fahrer abgekehrten Oberflächen einer Behandlung zur Verringerung der Festigkeit unterworfen worden.

D. Erfindungsgemäßes Verbundglas Y
(mechanische Bearbeitung)

Es wurde ein gleiches Verbundglas wie in Probe B mit der Abänderung hergestellt, daß jede Glasplatte einer Vorbehandlung unterworfen wurde, bei welcher lediglich eine der Oberflächen durch einen Einkerbungsdiamanten in einem Abstand von 50,8 mm unter einer Belastung von 500 g eingekerbt oder bearbeitet wurde. Dieses Verbundglas besaß gemäß Test B eine Schlagfestigkeit von 450 g m/sec (Mittelwert von 15 Proben). Jede Glasplatte dieses Verbundglases ist an der dem Fahrer abgekehrten Oberfläche bearbeitet.
Der Versuch wurde in folgender Weise durchgeführt: Jedes Probestück wird aufrecht stehend befestigt. Ein Schlagkörper mit einem Gesamtgewicht von 10 kg und einer mit einem harten Kautschuk besetzten runden Spitze wurde von einer Schraubenfeder beschleunigt und an der dem Fahrer zugekehrten Oberfläche des Probestücks unter einem Winkel von 90° zum Aufschlag gebracht. Das Schlagverhalten wurde geprüft. Die Geschwindigkeit des Schlagkörpers wurde mit Hilfe eines photoelektrischen Relais und eines elektromagnetischen Oszillographen bestimmt, indem die Zeit, die für den Durchgang durch einen vorbestimmten Abstand erforderlich war, gemessen wurde. Die Verzögerung, die der Schlagkörper beim Aufschlag erfährt, wird mit Hilfe eines Beschleunigungs-Seismographen wahrgenommen, der innerhalb des Schlagkörpers angeordnet ist und in einem Braunsche-Röhren-Oszilloskop der Speicherart über einen Verstärker aufgezeichnet.

Die Versuchsergebnisse sind in dea F i g. 4.1 bis 4.4 dargestellt.

Die Fig. 4.1 bis 4.4 zeigen dis Schlagverhalten von 4 Windschutzscheiben bei der jeweiligen Schlaggeschwindigkeit. Die Ordinate stellt die Verzögerung in g (Erdbeschleunigung) und die Abszissen die Zeit in Milli-Sekurien dar. Die Schlaggeschwindigkeit und der Bruch der Probe durch den Schlag sind in diesen Figuren ebenfalls angezeigt.

Aus den F i g. 4.1 bis 4.4 ist ersichtlich, daß die Probe A (Vergleichsversuch) selbst bei einer hohen Schlaggeschwindigkeit von 15,2 km/Std. nient bricht, wobei die maximale Verzögerung zu diesem Zeitpunkt 60 g erreicht, wodurch die hc he Gefährlichkeit aufgezeigt wird. Im Gegensatz dazu ist die Probe B (Vergleichsversuch) weicher, jedoch erreicht deren maxjmale Verzögerung etwa 30 g bei einer Schlaggeschwindigkeit von 7,7 km/Std. Die Gefährlichkeit des Schlages im Zeitpunkt eines Zusammenstoßes ist noch nicht beseitigt. Andererseits wurde gefunden, daß die Windschutzscheiben der Proben C und D gemäß der Erfindung selbst bei einer geringen Schlaggeschwindigkeit brechen und daß die Aufschlagenergie von dei Zwischenschicht allmählich absorbiert wird. Aus der Ergebnissen dieser Versuche ist außerdem ersichtlich daß die Probe B (Vergleichsversuch) selbst beim Bruct des Glases eine längere Zeitdauer (etwa 8 Milli-Se künden) zum Brechen erfordert als die Proben C und E gemäß der Erfindung und daß die Probe B eine höhen Verzögerung aufweist und die Gefährlichkeit de Schlages bei der Probe B nicht beseitig«· ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Sicherheitsverbundglas für Windschutzscheiben aus wenigstens zwei transparenten Glasplat in und wenigstens einer mit diesen verbundenen Zwischenschicht aus einem organischen polymeren Material, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Glasplatten nicht verfestigt sind und wenigstens eine der Glasplatten verringerte Schlagfestigkeit aufweist, die niedriger als die Schlagfestigkeit einer nicht verfestigten Glasplatte von gleicher Dicke und Größe ist.

2. Sicherheitsverbundglas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die transparente Glasplatte mit verringerter Schlagfestigkeit auf der Innenseite der Windschutzscheibe befindet, die dem Fahrzeugführer gegenüberliegt, wobei die Verringerung der Schlagfestigkeit in der der Zwischenschicht anliegenden Glasoberfläche vor der Herstellung des Verbundes erfolgt ist.

3. Sicherheitsverbundglas nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verringerung der Schlagfestigkeit durch Einkerben einer Oberfläche der Glasplatten bswirkt worden ist.

4. Sicherheitsverbundglas nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verringerung der Schlagfestigkeit durch nach innen zunehmende Na⁺- und abnehmende Li⁺-Konzentration bewirkt ist.

.'5. Sicherheitsverbundglas .lach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es aus zwei Glasplatten mit einer Zwischenschicht besteht und eine Oberfläche jeder der Glasplatten nach innen zunehmende Na⁺- und abnehmende Li⁺-Konzentration und die andere Oberfläche jeder Glasplatte im wesentlichen kein Li⁺ enthält, wobei die Zwischenschicht auf der einen Seite der Glasoberfläche mit der maximalen Li⁺-Konzentration und auf der anderen Seite der Glasoberfiäche ohne Li⁺ anliegt.

6. Sicherheitsverbundglas nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Glasplatten eine Festigkeit von nicht mehr als 6,0 kg/mm² besitzt (gemessen nach Test A der Beschreibung).

7. Sicherheitsverbundglas nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß beide Glasplatten eine Festigkeit von nicht mehr als 6,0 kg/mm² besitzen (gemessen nach Test A der Beschreibung).

8. Sicherheitsverbundglas nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Glasplatten eine Schlagfestigkeit von nicht mehr als 550 g m/sec besitzt (gemessen nach Test B der Beschreibung).

9. Sicherheitsverbundglas nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden Glasplatten eine Schlagfestigkeit von nicht mehr als 550 g m/sec besitzt (gemessen nach Test B der Beschreibung).

10. Sicherheitsverbundglas nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es aus zwei Glasplatten und einer Zwischenschicht besteht, wobei jede der Glasplatten bei verringerter Schlagfestigkeit eine Dicke von 3 mm aufweist und. die Schlagfestigkeit des Sicherheitsverbundglases beim Auftreffen eines 10 kg schweren, mit einer mit Hartgummi bedeckten runden Spitze versehenen Körpers gegen das Sicherheitsverbundglas von der Innenseite eines Fahrzeuges her unter einem Winkel von 90^c und bei einer Geschwindigkeit von etwa 12km/Std. die maximale Verzögerungs- oder Bremsgeschwindigkeit des Körpers 20 g (Erdbeschleunigung) nicht übersteigt.