DE9218849U1

DE9218849U1 - Thermisch und ballistisch hochfeste Verbundsicherheitsscheibe

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Publication number: DE9218849U1
Application number: DE9218849U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-12-24
Filing date: 1992-12-24
Publication date: 1995-11-16
Anticipated expiration: 2002-12-25

Description

D I P L-l^ä.H E LUhT &lgr; RH NJ^ T

PATENTANWALT Bergiusstr. 2c, 30655 Hannover

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Anmelder: Dipl.-Ing. Helmut Fricke

Pestalozziweg 62

31073 Delligsen

THERMISCH UND BALLISTISCH HOCHFESTE VERSUNDSICHERHEITSSCHEIBE

Die Erfindung betrifft eine transparente Verbundsicherheitsscheibe nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1, die bevorzugt in gepanzerten Fahrzeugen und industriellen Siehe r hei tsbe re i chen zum Einsatz kommt und dort auch extremen thermischen und ballistischen Angriffen widerstehen muß.

Zur Verbesserung der thermischen und ballistischen Widerstandsfähigkeit von Verbundscheiben für Fahrzeuge und andere sicherheitsreIevante Einrichtungen ist es bekannt, z, 8. Kunst st &ogr; ffscheiben aus Polycarbonat als Schütze Iemente auf die innenliegende Verbundscheibe zu laminieren.

8ekannt ist auch die Festigkeitssteigerung der zu verbindenden Glasscheiben durch die chemische Härtung bzw. chemische Vorspannung, die- durch einen Ionen-Austausch zwischen Natrium im Glas und Kalium in einem Salzbad veranlaßt wird. Die größeren Kalium—Ionen verursachen in der Glasoberfläche die erwünschte Druckspannung. Dieser "Druckspannungsberg"· ist erst zu überwinden, bevor das Glas bei Einwirkung von Belastungen durch Zugspannungen zerbricht. Die Verwendung von Po IycarbonatpLatten als außen Iiegende Schutzscheiben bei Verbundsicherheitsgläsern kann problematisch sein hinsichtich der sehr unterschiedlichen Wärmeaus-

dehnungsindizes Glas/Kunststoff. Die chemische Vorspannung steigert die Temperaturfestigkeit, insbesondere die Temperatur wechse Ibestä'ndi gke i t (TWB) häufig nur unzureichend.

Bei den bekannten VerbundsicherheitsgLäsern bzw. Glas-Kunststoff-Produkten wird a L s Flachglas ein Kalknatronglas (wie normales Fensterglas) verwendet, dessen Zusammensetzung bei allen Herstellern nahezu gleich ist. Durchschnittliche Werte sind: 72 % SiC>2, 14 % Na20 (+ K2O), 9 % CaO, Rest MgC>2 und AI2O3.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu beseitigen und darüber hinaus Verbundsicherheitsscheiben mit verbesserten Eigenschaften zu schaffen. Hierzu gehören Verbesserung der Temperaturfestigkeit, der Säuren-Laugen- und Wasserbeständigkeit, der Knoop-Härte, des Gewichtes, der Reflexion und des Lichttransmissionsgrades.

Die Erfindung, mit welcher die Aufgabe gelöst wird, besteht darin, daß statt des Kalknatronglases ein Borosi I icatg las eingesetzt ist. Aufgrund des neu verwendeten Glasmaterials wird neben einem relativ geringen Flächengewicht eine hohe thermische und ballistische Festigkeit erreicht bei höchster chemischer Beständigkeit der Glasoberflächen. Es entsteht eine überraschend hoch-feste- Verbundscheibe. Kennzeichnend für Boros ilicatgläser, deren Anwendungen hauptsächlich in Bereichen der Chemie, Labortechnik und der Pharmazie zu finden sind, ist der wesentliche Anteil von Borsäure (B2O3 > 8 %) als Glasbildner (Bortrioxid B2O3, das Anhydrid der Borsäure H3BO3) .

Neben der 12 %igen Gewichtsverringerung der Borosilicatglas-Verbunde gegenüber üblichen Verbundscheiben gleicher Dicke, ist die sehr geringe Wärmeausdehnung von 3,3-10-&oacgr;/&kgr; besonders vorteilhaft und erschließt neue Einsatzgebiete. Der Borosilicatglas-Verbund nimmt mit dieser Eigenschaft eine Sonderstellung ein.

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Die geringe spezifische Wärmespannung kennzeichnet seine besondere Tempera turwechseL- und Temperaturunterschiedsfestigkeit. Diese ermöglichen Verbünde, die, &zgr;. B. in gepanzerten Fahrzeugen eingebaut, größte schockartige Temperaturwechsel ohne Risse oder Bruch ertragen.

Durch Sonneneinstrahlung werden dickere Verbundsicherheitsscheiben bis 80° C erhitzt. Wird eine solche Scheibe durch ein Gewässer (schwimmfähige gepanzerte Fahrzeuge) oder eine-Waschanlage gefahren, so besteht das Risiko des Scheibenrisses.

Noch größer ist die Gefahr des Verbundscheibenbruchs bei Scheinwerferschutzscheiben, die direkt vor große Suchscheinwerfer montiert werden. Bei Erwärmung der Gläser bis 100° C ist bei einsetzendem Regen ein Temperaturwechsel von knapp 100° C möglich. Bei Borosilicatglasverbunden fällt keine Scheibe durch Bruch aus.

Beim letztgenannten Beispiel werden die Eigenschaften des Borosi I icatglas-Verbundes auch hinsichtlich der Temperaturunterschiedsfestigkeit (TUF) genutzt. Sie charakterisiert das Verhalten der Scheibe, der Temperaturdifferenz zwischen heißer Scheibenmitte (Brennpunkt des Scheinwerfers) und kaltem Scheibenrand standzuhalten. Auch hier ist kein Sicherheitsrisiko bei einer TUF von ca. 100° C gegeben.

Eine ballistische Erprobung eines Borosilicatglas-Verbundes erfolgte beim Stattl. Beschußamt Me I I richStadt.

Das Flächengewicht eines 22,3 mm dicken Probeaufbaus betrug nur 38 k g / m 2 , bedingt durch die Verwendung der leichteren Borosilicatglasscheiben und Polycarbonat, verbunden durch spezielle Gießharzzwischenschichten. Geprüft wurde mit dem Revolver 0,44 Magnum,. Geschoßmasse 15,55 g, V(2,5) = 444 m/s.

Beschußentfernung 5 m, BeschußwinkeI 90 ^a .

Das Trefferbild zeigte ein Dreieck mit einer Seitenlänge von 125 * 20 mm. Ergebnis: Selbst nach dem 3. Schuß wurde noch keine Splitterbildung festgestellt.

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In der Zeichnung ist ein AusführungsbeispieL der Erfindung im Querschnitt schematisch dargesteLLt und nachstehend erläutert:

Der Verbund besteht aus vier BorosiLicatscheiben mit einer jeweiligen Scheibendicke von &oacgr;,5 mm. Diese werden durch
Gießharzzwischenschichten, Dicke ca. 1 mm, miteinander fest ve rbunden&ldquor;

Claims

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PATENTANWALT Sergiusstr.. 2c, 30655 Hannover

Anmelder: Dipl.-Ing. Helmut Fricke
Pestalozziweg 62
31073 Delligsen

Schutzansprüche

1 . Verbundsicherheitsscheibe, bestehend aus zwei oder mehreren, durch transparente, hoch sch lagzähe, thermoplastische Folien oder durop lastisehe Gießharze verbundenen Glasscheiben, dadurch gekennzeichnet, daß die G-la-ss c he i ben au5,Borosilicatglas bestehen.
2.. Verbundsicherheitsscheibe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen den Scheiben ein oder mehrere Po Iy carbonat&rgr; Latten befinden.
3. Verbundsicherheitsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau des Gesamtverbundes mit ein oder mehreren Polycarbonatplatten abschließt.
4. Verbundsicherheitsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Scheiben ein oder mehrere Laserschutzfilter angeordnet sind.
5. Verbundsicherheitsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Scheiben wenigstens ein bleihaltiges Strahlenschutzglas verklebt ist.
6. Verbundsicherheitsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abschirmung elektromagnetischer Strahlungen eine oder mehrere Scheiben mit dünnen, transparenten, metallischen Schichten belegt sind.

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7. Verbundsieherheitsseheibe nach einem der Ansprüche 1 bis &ogr;, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbünde mittels Heizdrähten oder Leitfähigen Beschichtungen elektrisch beheizbar sind.
8. Verbundsicherheitsscheibe bestehend aus zwei oder mehreren, durch transparente, hochschLagzähe, thermoplastische Folien oder duropLastisehe Gießharze verbundenen Glasscheiben, dadurch gekennzeichnet, daß ihre beiden Oberflächen m.it SorosilicatgLasscheiben laminiert sind.
9. Verbundsicherheitsscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß ein optisches Bauteil aus Kunststoff mit BorosilicatgLas als Außenscheibe verklebt ist.