DE202009009173U1

DE202009009173U1 - Monolithisches Verbundsicherheitsglas

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Publication number: DE202009009173U1
Application number: DE200920009173
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Haverkamp De GmbH
Priority date: 2009-07-02
Filing date: 2009-07-02
Publication date: 2010-12-09
Anticipated expiration: 2019-07-03

Abstract

Monolithisches Verbundsicherheitsglas (10; 10'), bestehend aus einer Vielzahl von Glasscheiben (1.1, ..., 1.5; 2.1, ..., 2.8; 3) aus Floatglas, die jeweils paarweise über wenigstens eine dazwischen liegende Kunststofffolie (4.1, ..., 4.5; 5.1, ..., 5.7; 6, 7, 8) verklebt sind,
dadurch gekennzeichnet,
– dass auf der bedrohungszugewandten Außenseite (A) n Glasscheiben (1.1, ..., 1.5) mit einer ersten Stärke s₁ mittels erster Verbindungsfolien (4.1, ..., 4.5) mit einer jeweiligen Stärke t₄ zu einer ersten Scheibengruppe (1) gebündelt sind,
– dass sich eine zweite Scheibengruppe (2) anschließt, in der m Glasscheiben (2.1, ..., 2.8) mit einer zweiten Stärke s₂ mittels zweiter Verbindungsfolien (5.1, ..., 5.7) mit einer jeweiligen Stärke t₅ gebündelt sind,
– dass sich zur bedrohungsabgewandten Innenseite (I) hin über eine erste Zwischenfolie (6) mit einer Stärke t₆ eine dritte Scheibengruppe anschließt, die wenigstens eine Glasscheibe (3) mit einer jeweiligen Stärke s₃ und eine Abschlussfolie (8) mit einer...

Description

Die Erfindung betrifft ein monolithisches Verbundsicherheitsglas, bestehend aus einer Vielzahl von Glasscheiben aus Floatglas, die jeweils paarweise über wenigstens eine dazwischen liegende Kunststofffolie verklebt sind.
Monolithisch bedeutet in diesem Zusammenhang, dass alle Glasschichten mittels wenigstens einer Kunststofffolie eng aneinander liegend verklebt sind, ohne dass Lufträume dazwischen verbleiben.
Verbundsicherheitsgläser werden dort eingesetzt, wo eine Bedrohung durch Handfeuerwaffen und/oder Splitter besteht, welche von Raketen, Artilleriegeschossen oder Mörsern (rocket artillery mortar – RAM) oder sogenannten IEDs herrühren. Gerade für den Schutz in den Feldlagern der im Ausland eingesetzten Streitkräfte sind Glaselemente erforderlich, die den für die gestiegen Bedrohung erforderlichen Schutz bieten. Durch eine beliebige Erhöhung der Anzahl der Teilelemente eines Verbundsicherheitsglases könnte zwar die Schutzwirkung immer weiter gesteigert werden, jedoch steigt dann auch das Flächengewicht beträchtlich; Transport und Einbau werden ebenso durch große Dicken beeinträchtigt wie auch die Durchsichtigkeit.
Herkömmliche Verbundsicherheitsscheiben benötigen eine Dicke von ca. 120 mm, um einen Schutz gegen die Bedrohung durch RAM-Nächstbereichstreffer entsprechend der Bedrohungsklasse STANAG 2280-C4 zu bieten. Das hohe Flächengewicht der Verbundsicherheitsgläser führt dazu, dass das Gewicht von Containermodulen, die für den Bau von Unterkünften auf dem Landweg in die Einsatzgebiete gebracht werden müssen, erhöht ist und damit die Transportkosten steigen. Unter Umständen müssen Baugruppen mit Glaselementen sogar kleiner ausfallen, damit die für Lkw-Transporte in den meisten Ländern gegebene Gewichtsobergrenze eingehalten werden können. Alternativ müssen die Fensterflächen verringert werden, um Gewicht zu sparen, wodurch aber eine Art Bunkeratmosphäre geschaffen wird, die für die darin untergebrachten Einsatzkräfte belastend wirkt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein monolithisches Verbundsicherheitsglas anzugeben, bei dem mit geringerer Scheibendicke und demzufolge einem geringeren Flächengewicht eine Schutzwirkung gegen Nächstbereichstreffer durch Raketen des Kalibers 107 mm oder Mörsergranaten des Kalibers 120 mm gemäß Bedrohungsklasse C4 der STANAG 2280 gegeben ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung bei einem monolithischen Verbundsicherheitsglas der eingangs genannten Art dadurch gelöst,

– dass auf der bedrohungszugewandten Außenseite n Glasscheiben mit einer ersten Stärke s₁ mittels erster Verbindungsfolien mit einer Stärke t₄ zu einer ersten Scheibengruppe gebündelt sind,
– dass sich eine zweite Scheibengruppe anschließt, in der m Glasscheiben mit einer zweiten Stärke s₂ mittels zweiter Verbindungsfolien mit einer Stärke t₅ gebündelt sind,
– dass sich zur bedrohungsabgewandten Innenseite hin über eine erste Zwischenfolie mit einer Stärke t₆ eine dritte Scheibengruppe anschließt, die wenigstens eine Glasscheibe mit einer dritten Stärke s₃ und eine Abschlussfolie mit einer vierten Stärke t₈ umfasst,

s₃ < s₂ < s₁

t₆ > t₅ > t₄.

Der Aufteilung des Aufbaus in drei Scheibengruppen liegt der Ansatz zugrunde, dass durch die relativ dicken Scheibenelemente der ersten Scheibengruppe auf der Bedrohungsseite eine hohe Masse bereitgestellt wird, so dass die kinetische Energie des aufprallenden Geschosses möglichst weit schon in diesen Schichten absorbiert wird. Zugleich sind die Einzelscheiben der äußeren Scheibengruppe durch eine vergleichsweise dünne Verbindungsfolie, die insbesondere nur die Hälfte der Dicke der in der zweiten Scheibengruppe angesetzten Verbindungsfolie besitzt, verbunden. Die dünne Folie aus Polyvinylbutylen fungiert in der ersten Scheibengruppe überwiegend als Klebschicht, die den Verbund der Einzelelemente in der äußeren Scheibengruppe zusammenhält. Es ist bewusst vorgesehen, dass von den Verbindungsfolien in der ersten Scheibengruppe keine hohe Widerstandsfähigkeit ausgeht.
Vielmehr ist beabsichtigt, dass die dünnen Verbindungsfolien zerreißen und die durch den Beschuss herausgelösten Glasteile der äußeren Scheibegruppe weitgehend ungehindert nach außen abfliegen können.
Gemäß der Erfindung ist weiterhin eine zweite Scheibengruppe vorgesehen, die aus einer Vielzahl von Glasscheiben einer mittleren Glasschichtdicke besteht. Zwischen zwei Glaselementen ist wiederum jeweils eine Verbindungsfolie angeordnet, über die die benachbarten Glaselemente verklebt sind. In der zweiten Scheibengruppe erfolgt die Verklebung über Folien, die dicker sind als die Folien in der äußeren Scheibengruppe, insbesondere doppelt so dick sind.
Eine dritte Scheibengruppe umfasst wenigstens eine Glasscheibe, das relativ dünn ist, dünner als die Glasscheibe der zweiten, mittleren Scheibengruppe und erst recht dünner als diejenigen in der äußeren, ersten Scheibengruppe.
Sind in der dritten, inneren Scheibengruppe mehrere dünne Glasscheibe vorhanden, sind diese wiederum über eine PVB-Folie miteinander verklebt. Das wenigstens eine Glasscheibe der inneren Scheibengruppe bzw. der Verbund aus mehreren Einzelscheiben der inneren Scheibengruppe ist über eine erste Zwischenfolie an die mittlere Scheibengruppe angeschlossen.
Die erste Zwischenfolie besitzt eine größere Dicke als die Verbindungsfolien in der ersten, äußeren und der zweiten, mittleren Scheibengruppe. Sie ist insbesondere doppelt so dick wie die Verbindungsfolien der mittleren Scheibengruppe und viermal so dick wie die Verbindungsfolien der äußeren Scheibengruppe. Die große Dicke der von der Bedrohungsseite gesehen am Ende der mittleren Scheibengruppe eingefügten ersten Zwischenfolie besitzt eine große Stoppwirkung gegenüber Glaspartikeln, die aus den von der Bedrohungsseite gesehen davorliegenden Schichten herausgelöst worden sind.
Vorzugsweise besteht die Zwischenfolie aus einem ionomeren Kunststoff, der eine etwa fünfmal höhere Zugfestigkeit und eine bis zu hundertfach höhere Steifigkeit besitzt als eine Folie aus PVB mit vergleichbarer Dicke.
Ein Projektil, das bis zur ersten Zwischenfolie vordringt, hat auf dem Weg durch die ca. 20 Glas- und Folienschichten einen beträchtlichen Teil seiner kinetischen Energie verloren. Sofern über die dicke erste Zwischenfolie noch ein Impuls auf die dritte Scheibengruppe ausgeübt wird, so wird die Glasscheibe in der dritten, inneren Scheibengruppe zwar auch noch zerstört, jedoch besitzen die Glassplitter dann aufgrund der geringen Scheibendicke nur eine geringe Masse, so dass eventuell an der inneren Scheibe herausgelöste Partikel von einer an der bedrohungsabgewandten Seite aufgebrachten Abschlussfolie sicher aufgefangen werden.
Bei der Abschlussfolie handelt es sich um eine PET-Sicherheitsfolie, deren Dicke geringer ist als die Dicke der dritten Verbindungsfolie. Insbesondere beträgt die Dicke der Abschlussfolie ein Drittel der Stärke der dritten Verbindungsfolie. Ein Splitterabgang ins Gebäudeinnere wird damit wirksam unterbunden.
Vorzugsweise wird eine Sicherheitsfolie der Marke PROFILON^® ER1 (Hersteller: Haverkamp GmbH, Muenster (DE)) als Abschlussfolie verwendet. Durch die Beschichtung mit dieser mehrlagigen Hochleistungs-Sicherheitsfolie entsteht ein Glas-Folienverbund. Der Verbund verfügt über eine sehr hohe Druckwellenresistenz und eine entsprechende Splitterbindung. Diese Eigenschaften reduzieren die Gefahr des sehr gefährlichen Splitterfluges erheblich. Diese Sicherheitsfolie wurde im Druckstoßrohr nach DIN EN 13541 erfolgreich getestet. Im Gegensatz zum GSA Standard erlaubt die DIN EN 13541 keinen Splitterabgang in den Raum und keinerlei Öffnung in der Folie infolge der Explosion. Durch die Beschichtung von Glasflächen mit der transparenten, mehrlagigen Sicherheitsfolie wird die sehr hohe Verletzungsgefahr durch umherfliegende Glassplitter erheblich vermindert. Hohe Klarsichtigkeit und Transparenz sorgen für nahezu unsichtbaren Schutz.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der innerhalb der zweiten Scheibengruppe wenigstens eine zweite Zwischenfolie aus einem ionomeren Kunststoff vorgesehen ist, die dann vorzugsweise anstelle der PVB-Verbindungsfolie eingebaut wird und die in etwa die gleiche Dicke aufweist wie die benachbarten PVB-Verbindungsfolien.
Die Erfindung wird anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher beschrieben:
1 zeigt einen Querschnitt durch ein monolithisches Verbundsicherheitsglas gemäß einer ersten Ausführungsform und
2 einen Querschnitt durch ein monolithisches Verbundsicherheitsglas gemäß einer zweiten Ausführungsform.
1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Verbundsicherheitsglas 10 in einer ersten Ausführungsform. Eine an der Bedrohungsseite A angeordnete äußere Scheibengruppe 1 besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel aus n = 5 Glasscheiben mit einer Dicke s₁ von jeweils 6 ... 10 mm, die untereinander jeweils über eine erste PVB-Verbindungsfolie mit einer Stärke von 0,25 bis 0,5 mm verklebt sind.
Auch die Verbindung der ersten Scheibengruppe 1 mit der zweiten Scheibengruppe 2 erfolgt über eine derartige dünne erste Verbindungsfolie 4.5.
In der zweiten Scheibengruppe 2 sind m = 6 Glasscheiben 2.1, ..., 2.6 einer mittleren Scheibenstärke s₂ von 5 bis 7 mm angeordnet, die untereinander jeweils über einen zweiten Typ einer PVB-Verbindungsfolie 5.1, ..., 5.5 mit einer jeweiligen Stärke t₅ von 0,6 bis 0,9 mm verbunden sind.
An der bedrohungsabgewandten Seite I schließt sich an das Paket der Glasscheiben 2.1, ..., 2.6 der zweiten Scheibengruppe 2 zunächst eine erste Zwischenfolie 6 an, die eine Dicke t₆ von 1,2 bis 1,8 mm besitzt.
Den Abschluss an der bedrohungsabgewandten Seite I bildet bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine einzelne dünne Glasscheibe 3 mit einer Stärke s₃ von 3 bis 5 mm und eine PET-Abschlussfolie 8 mit einer Stärke t₈ von 0,3 bis 0,6 min.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform einer Verbundglasscheibe 10', die in 2 im Schnitt dargestellt ist, besitzt die äußere Scheibengruppe 1 auf der Bedrohungsseite A n = 3 Glaselemente 1.1, ... 1.3 mit einer Dicke von jeweils 6 bis 10 mm. Im Verbund werden die Glasscheiben 1.1, 1.2, 1.3 jeweils paarweise über eine relativ dünne erste Verbindungsfolie 4.1, 4.2 zusammengehalten. Eine erste Verbindungsfolie 4.3 bildet auch den Übergang zu einer zweiten Scheibengruppe 2.
Die zweite Scheibengruppe besteht aus m = 8 Glaselementen mittlerer Dicke, die jeweils über zweite Verbindungsfolien 5.1, ..., 5.7 mittlerer Dicke miteinander verbunden sind. Zur bedrohungsabgewandten Seite I hin erfolgt der Abschluss wiederum zunächst über eine erste, relativ dicke Zwischenfolie 6, eine dünne Glasscheibe 3 und eine PET-Abschlussfolie 8 mit geringer Dicke.
Es ergibt sich bei dem Verbundsicherheitsglas 10' eine Querschnittsdicke von ca. 84 mm und ein Flächengewicht von 200 kg/m².
Der Beschusstest der erfindungsgemäß ausgebildeten Verbundglasscheibe 10' wird nachfolgend beschrieben:
Eine Scheibe mit einer Größe von 600 mm × 1000 mm wurde in einen Rahmen aus Stahlprofilen eingefasst, welcher in einer gehärteten Schutzwand angeordnet ist. Das allseitig fest eingespannte Glaselement wurde im Abstand von 1,5 m durch eine Mörsergranate 120 mm DM 81 angesprengt. In Folge der Sprengwirkungen wurden alle Scheiben auf der bedrohungsabgewandten Innenseite I großflächig aufgerissen. Kleinere Teile der Abschlussfolie 8 wurden auf ein als Wirkungsindikator im Abstand von 0,3 Metern hinter der Scheibe aufgestelltes Aluminium-Deutblech (t = 1 mm) geschleudert.
Es erfolgte jedoch kein Durchschlag am Deutblech durch direkte Primärsplitter. Auch wurden keine Beulen am Deutblech festgestellt, die auf den Durchgang einer Druckwelle durch das Verbundsicherheitsglas 10' hingedeutet hätten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

- DIN EN 13541 [0016]
- DIN EN 13541 [0016]

Claims

Monolithisches Verbundsicherheitsglas (10; 10'), bestehend aus einer Vielzahl von Glasscheiben (1.1, ..., 1.5; 2.1, ..., 2.8; 3) aus Floatglas, die jeweils paarweise über wenigstens eine dazwischen liegende Kunststofffolie (4.1, ..., 4.5; 5.1, ..., 5.7; 6, 7, 8) verklebt sind, dadurch gekennzeichnet, – dass auf der bedrohungszugewandten Außenseite (A) n Glasscheiben (1.1, ..., 1.5) mit einer ersten Stärke s₁ mittels erster Verbindungsfolien (4.1, ..., 4.5) mit einer jeweiligen Stärke t₄ zu einer ersten Scheibengruppe (1) gebündelt sind, – dass sich eine zweite Scheibengruppe (2) anschließt, in der m Glasscheiben (2.1, ..., 2.8) mit einer zweiten Stärke s₂ mittels zweiter Verbindungsfolien (5.1, ..., 5.7) mit einer jeweiligen Stärke t₅ gebündelt sind, – dass sich zur bedrohungsabgewandten Innenseite (I) hin über eine erste Zwischenfolie (6) mit einer Stärke t₆ eine dritte Scheibengruppe anschließt, die wenigstens eine Glasscheibe (3) mit einer jeweiligen Stärke s₃ und eine Abschlussfolie (8) mit einer Stärke t₈ umfasst, wobei n = 2...5 und m = 4 ... 10 und wobei für die Stärken der Glasscheiben (1.1, ..., 1.5; 2.1, ..., 2.8; 3) gilt: s₃ < s₂ < s₁ und für die Stärken der Verbindungsfolien (4.1, ..., 4.5; 5.1, ..., 5.6) und der ersten Zwischenfolie (6) gilt: t₆ > t₅ > t₄.
Verbundsicherheitsglas (10; 10') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Verbindungsfolien (4.1, ..., 4.5; 5.1, 5.7), der Zwischenfolien (6, 7) und/oder die Abschlussfolie (8) eine Monofolie ist.
Verbundsicherheitsglas (10; 10') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Verbindungsfolien (4.1, ..., 4.5; 5.1, ..., 5.7) oder der Zwischenfolien (6, 7) und/oder die Abschlussfolie (8) ein Laminat ist.
Verbundsicherheitsglas (10; 10') nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsfolien (4.1, ..., 4.5; 5.1, ..., 5.7) aus PVB gebildet sind.
Verbundsicherheitsglas (10; 10') nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke der ersten Verbindungsfolien (4.1, ..., 4.5) jeweils t₄ = 0,3 ... 0,5 mm beträgt.
Verbundsicherheitsglas (10; 10') nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke der zweiten Verbindungsfolien (5.1, ..., 5.7) jeweils t₄ = 0,5 ... 1,0 mm betragt.
Verbundsicherheitsglas (10; 10') nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der zweiten Scheibengruppe (2) wenigstens eine zweite Zwischenfolie (7) eingebracht ist.
Verbundsicherheitsglas (10; 10') nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der zweiten Scheibengruppe (2) wenigstens eine zweite Zwischenfolie (7) eingebracht ist.
Verbundsicherheitsglas (10; 10') nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Zwischenfolie (6, 7) aus einem ionomeren Kunststoff besteht.
Verbundsicherheitsglas (10; 10') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke der ersten Zwischenfolie (6) t₆ = 0,8 ... 2 mm beträgt.
Verbundsicherheitsglas (10; 10') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke der zweiten Zwischenfolie (7) t₇ = 0,5 ... 1 mm beträgt.
Verbundsicherheitsglas (10; 10') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschlussfolie (8) aus einem PET-Kunststoff besteht und eine Stärke t₆ = 0,4 ... 0,6 mm besitzt.
Verbundsicherheitsglas (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass n = 3 und m = 6 und die Gesamtdicke des Verbundsicherheitsglases (10) 84 mm beträgt.
Verbundsicherheitsglas (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerstandsfähigkeit des Verbundsicherheitsglases (10) der STANAG 2280, Klasse C4 entspricht.