DE2343559C2

DE2343559C2 - Verglasungseinheit für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2343559C2
Application number: DE2343559A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Harri Toledo Ohio Herliczek; John Joseph Hofmann; Paul Timothy Toledo Ohio Mattimoe; Theodore James Genoa Ohio Motter
Original assignee: Libbey Owens Ford Co
Current assignee: L O F GLASS Inc TOLEDO OHIO US
Priority date: 1972-08-28
Filing date: 1973-08-24
Publication date: 1984-03-22
Also published as: SE389098B; JPS5410964B2; AR199309A1; AU470152B2; CA988965A; AU5901073A; JPS5046717A; NL7311619A; LU68296A1; BE803902A; GB1433532A; DE2343559A1; ZA735314B; IT990269B; FR2197742A1; BR7306248D0; FR2197742B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verglasungseinheiten, insbesondere Frontscheiben von Kraftfahrzeugen. Die erfindungsgemäß ausgebildeten Verglasungseinheiten dienen als Sicherheitsglas, insbesondere dem Schutz der Fahrzeuginsassen gegen Glasverletzungen, wie Schneid- und Reißwunden bei Unfällen und Zusammenstößen, und zwar auch solchen, die bei hohen Geschwindigkeiten auftreten.

Im Anfangsstadium der Entwicklung in der Actomobilindustrie wurden einfache Scheiben aus Fensterglas als Windschutzscheiben benutzt. Als man dann erkannte, daß derartige Scheiben ein beträchtliches Sicherheitsrisiko für die Wageninsassen bedeuten, wurden diese Scheiben abgelöst durch solche aus getempertem G'as, d. h. aus Glas, welches durch Erhitzung entsprechend vorbehandelt worden war. wobei es sich hier jedoch immer noch um einzelne Glasscheiben handelte, wie sie noch jetzt in einzelnen Ländern Anwendung finden. Erst nachfolgend wurde das aus einem Schichtaufbau bestehende Sicherheitsglas entwickelt, das dann weitgehend Eingang in die Automobilindustrie fand, und das beispielsweise in den USA zu dem obligatorisch verbindlichen Material für Kraftfahrzeuge wurde.

Aus der US-PS 21 84 876 ist ein Sicherheitsglas bekannt, das aus einer Glasscheibe besteht, auf die eine zähe, relativ weiche Kunststoffschicht aufgebracht ist, die wiederum mit einer harten abriebfesten Kunststoffschicht bedeckt ist Die Schichten bestehen dabei aus einem polymerisierten Vinylacetat mit Zusätzen von Polyvinylalkohol mit Butanal und von Polyvinylalkohol mit Formaldehyd.

Die US-PS 34 27 770 zeigt ein Sicherheitsglas, bei dem auf eine gehärtete Glasscheibe auf der Innenseite eine Kunststoffschicht und auf der Außenseite nicht gehärtetes Glas aufgebracht ist.

Noch vor dem Jahre 1966 erfolgte eine gewisse Standardisierung bei der Herstellung von aus mehreren Schichten bestehendem Sicherheitsglas für Kraftfahrzeuge, die darin bestand, daß zwei Scheiben von 3,18 mm Dicke miteinander durch eine zwischenliegende Kunststoffschicht, deren Stärke 0381 mm beträgt, miteinander verbunden wurden.

Es wurden im folgenden dann auch Entwicklungen bekannt, die von stärkeren Zwischenschichten aus Kunststoffmaterial ausgingen, wie das beispielsweise in der US-PS 32 31461 beschrieben ist, und die eine optimale Festigkeit bezüglich der Durchschlagkraft aufweisen, woraus sich wiederum eine Erhöhung für die Sicherheit ergibt. Hierbei kommen Zwischenschichten mit einer Dicke von 0,762 mm zur Anwendung, die jeweils zwei in ihrer Dicke standardisierte Glasscheiben von 3,18 mm Stärke miteinander verbinden.

Unabhängig von diesem Entwicklungsstand hoch qualitativer Schichtgläser muß die Automobilindustrie bestrebt bleiben, die Sicherheitswirkung für Verglasungseinheiten von Kraftfahrzeugen, insbesondere auch der Frontscheiben, im Interesse des Fahrers, wie auch seines Beifahrers, weiter zu verbessern, um Verletzungen, wie Schnittwunden oder Reißwunden zu vermeiden, wie das mit den bisherigen Gläsern wenigstens bei Zusammenstößen mit relativ geringen Geschwindigkeiten der Fall ist.

Die Zunahme der Häufigkeit von Unfällen bei hohen Geschwindigkeiten erfordert eine weitere Verbesserung der Sicherheitsqualität von Verglasungseinheiten. um Schaden für die Insassen abzuwenden. Hier setzt die vorliegende Erfindung ein, der im wesentlichen die Aufgabe zugrunde liegt, den Sicherheitsfaktor der

gegenwärtig verwendeten und bekannten Verglasungseinheiten oder Frontscheiben von Kraftfahrzeugen und dergleichen weiter zu verbessern und damit letztlich die Qualität der Scheiben für den hier interessierenden Zweck zu erhöhen.

Gelöst wird diese Aufgabe im wesentlichen dadurch, daß auf die vom Fahrzeug aus gesehen innere Seite der Schichtglaseinheit eine zusätzliche, die Gefahr von Verletzungen stark mindernde Schicht oder Schichtanordnung aufgebracht wird, die die Innenseite der Glaseinhsit vollständig überzieht.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht somit in der Schaffung einer Frontscheibe, die sowohl in ihrer Dimensionierung als auch in ihrer optischen Beschaffenheit den herkömmlichen Standardscheiben entspricht, die aber darüber hinaus die Zahl der Verletzungäfälle und die Möglichkeit der Beschädigung der Insassen unter allen Kollisionsbedingungen merklich herabsetzt und die somit eine beträchtlich erhöhte Sicherheit bietet.

Es ist für die erfindungsgemäß ausgebildete Sr.Seibeneinheit wesentlich, daß sie die Möglichkeit verbessert, die Bewegung einer Person bei Aufprall gegen die Scheibe derart abzubremsen, daß dabei die mögliche und noch tolerierbare Grenze der Bremswirkung nicht überschritten wird, was letztlich auf eine Erhöhung der Durchschlagkraft hinausläuft, die gleichermaßen bei hohen und tiefen Temperaturen ein günstiges Verhalten zeigen soll.

Durch die erfindungsgemäß ausgebildete Verglasungseinheit wird die Gefahr der Zerstörung des Glases beträchtlich herabgesetzt, was im gleichen Maße auch für die Verletzung und Beschädigung der Insassen des entsprechenden Fahrzeuges gilt. Vorteilhaft wirkt sich diese Eigenschaft insbesondere auch dann aus, wenn während der Fahrt ein Vogel gegen die Winschutzscheibe fliegt oder andere Objekte gegen sie geschleudert werden.

Es wird ein Schutzüberzug auf an sich bekannten Verglasungseinheiten vorgesehen, insbesondere auf Frontscheiben von Fahrzeugen, der über die angegebenen Vorteile hinaus noch weitere günstige Eigenschaften zeitigt. So kann beispielsweise eine bereits sehr dünne Schichtung (Dicke 0,0254-0,0508 mm) von praktisch irgendeinem Kunststoffmtterial auf der Innenseite herkömmlicher Frontscheiben mit irgendeinem Klebmittel angebracht werden und es ergibt sich hieraus bereits eine merkliche Schutzwirkung gegen Verletzungen und Beschädigungen der Insassen des Fahrzeugs, falls diese durch Kollisionsfälle oder dergleichen gsgen die Frontscheibe gestoßen werden. Eine Vielzahl von Kunststoffscheiben besitzt jedoch Oberflächen, die relativ leicht und in ungünstiger Weise unter den herrschenden atmosphärischen Bedingungen angegriffen werden, wobei ein Schutzüberzug aus derartigem Material die Durchsichtigkeit der Scheibeneinheit bereits nach wenigen Wochen beeinträchtigen würde.

Entsprechend gibt es auch eine große Zahl von Klebstoffen, die — werden sie für die Befestigung der Kunststoffschicht auf der Scheibeneinheit verwendet — die optische Klarsicht derselben nachteilig beeinflussen würden.

Ein anderes Problem, welches bei der Aufbringung einer inneren Schutzschicht auf die Scheibe zu beachten ist, besteht darin, daß >',ele Kunststoffmaterialien, beispielsweise bereits mit einem Fingernagel, einem Pinsel oder anderen relativ scharfen Gegenständen, eingeritzt werden können, was letztlich auch zu Beeinträchtigungen der Klarsicht der Scheibe führt, da derartige Oberflächenveränderungen mehr oder weniger dauerhaft in der Schicht erhalten bleiben. Die 5 Oberwindung der aufgezeigten Schwierigkeiten bei der Verwirklichung des Erfindungsgedankens muß daher im Suchen nach dem richtigen Kunststoffmaterial liegen, welches auch in einer Stärke aufgebracht werden kann, die ausreichend ist, um Verfärbungen oder Oberflächenmarkierungen auf ein Minimum herabzusetzen.

Ein weiteres und besonders wichtiges Erfordernis besteht in der Schaffung eines Schichtaufbaues mit einem entsprechenden Schutzüberzug aus Kunststoffmaterial, welches geeignet ist, den s. g. »Kalttest« unbeschadet zu überstehen.

Dieser Test besteht in der Bestimmung der thermomechanischen Stabilität von Schichtgläsern, wobei der Schichtaufbau auf eine Temperatur von ca. —54^CC gebracht whrd, bis entsprechende Gleichgewichtsbedingungen eingetreten sind. Während dei Testes kann die Differenz der Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Glas und dem Kunststoffmaterial, zufolge des Zusammenziehens der Kunststoffschicht irgendwann d?zu führen, daß die Bindung zwischen Glas und Kunststoff zerreißt, uder daß sich Risse auf der Glasoberfläche zeigen, wobei bei der Abkühlung der Einheit während des Versuches darauf geachtet wird, daß Gleichgewichtsbedingungen vorliegen.
Gute Kalttemperatureigenschaften werden bei den erfindungsgemäß ausgebildeten Verglasungseinheiten erreicht, wenn von einer Kombination eines geeigneten Klebstoffes kontrollierter Dicke und einem entsprechend flexiblen Schutzüberzug ausgegangen wird.
Ein weiteres Problem, welches zu überwinden ist, besteht in der Farbdoppelbrechung, besonders bei polarisiertem Licht, falls herkömmlich produzierte Glasscheibeneinheiten mit dem Schutzüberzug versehen werden. Schwierigkeiten ergeben sich in diesem Zusammenhang insbesondere dadurch, daß die überwiegende Mehrzahl dünner Kunststoffscheiben normalerweise bei der Herstellung gezogen wird, woraus sich ein hoher Grad an Farbdoppelbrechung ergibt. Aber auch solches Kunststoffscheibenmaterial, welches bei der Herstellung nicht gezogen wird, kann 'w erschiedene Spannungsbereiche aufweisen, wenn es auf die Glaseinheit aufgebracht wird, wodurch sich auch hier Verfärbungen in diesen Bereichen nicht ausschließen lassen. Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird diese Schwierigkeit dadurch überwunden, daß die in Anwendung kommenden Schutzüberzüge nach einem in ganz bestimmter Weise gesteuerten Verfahren gefertigt werden.

Zur trzielung eines vertretbaren Härteindexes (Severity Index) bedarf es auch noch der Übe-winduiig weiterer Schwierigkeiten, da die Stärke der Schutzschicht einen Einfluß auf den Härteindex des gesamten Schichtaufbaues ausübt. Eine Erhöhung der Stärke des Schutzfilms, die beispielsweise zur Vermeidung von Markierungen, wie Kratzern oder dergleichen, erforder-Hch ist, führt zu nachteiligen Beeinträchtigungen des genannten Indexes des gesamten Schichtaüftaues.

Der Härteindex ist ein Faktor, der die relative Sicherheit des Scheibenaufbaues angibt, wobei zu seiner Bestimmung von einei,:. Versuchsaufbau ausgegangen wird, der sich bekannter Aufpralltests bedient, bei denen die sog. Alderson-Puppen als Versuchsgegenstand Anwendung finden, die hierfür mit zwei Schichten von feuchtem Chamois überzogen sind und auf dem

Testschlitten beschleunigt werden. Errechnet wird der Sicherheits- bzw. Härteindex durch die Formel:

S.I. = M«f

Hierbei ist A der Beschleunigungswert in Einheiten der Schwerkraft und / die Zeit in Sekunden zwischen dem Moment des Aufpralls des Kopfes der Versuchspuppe mit der zu testenden Frontscheibe und dem Fnde der negativen Beschleunigung des Impulses. Der Wert /\²-' ist für jede Millisekunde während des Zeitintervalles bestimmt und das Integral der Beträge über die gesamte Zeitperiode, die den Abbremsvorgang bzw. den Verzögerungsimpuls ausmacht, ergibt den Index.

Ein ausgezeichneter Härteindex wurde für ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel nach der Erfindung erhalten durch Verwendung eines Sicherheitsüberzuges aus einer mehrfaChschiCntürig VörbcStiffirnier Dicke Ufnj bei genauer Orientierung und Anordnung der Schichtung, wobei ein Teil des Schutzüberzuges aus einer speziell gezogenen Kunststoffschicht besteht, die in einer Richtung zerreißfähig ist und bei großen Krafteinwirkungen, d. h. mit hoher Geschwindigkeit ausgeführten Aufprallstößcn, ihre Kraftfestigkeit verliert. Mit derartigen Scheiben war bei gleichen Geschwindigkeiten die Charakteristik für den Härteindex im wesentlichen die gleiche, wie bei herkömmlichen Schichtgläsern. Darüber hinaus ist jedoch die Gefahr von Verletzungen wesentlich herabgesetzt bzw. die Geschwindigkeit bei Zusammenstößen konnte wesentlich erhöht werden, ohne daß Verletzungen auftraten, und insbesondere war auch die Durchschlagfähigkeit vergleichsweise nur bei höheren Geschwindigkeiten bei den erfindungsgemäß ausgebildeten Glaseinheiten gegeben.

Ein weiteres Problem besteht schließlich in der Erzielung brauchbarer Festigkeiten gegenüber Kratzern oder dergleichen Beschädigungen, da das verwendete Kunststoffmaterial relativ weich im Vergleich zu dem Glas ist. Zufolge bestimmter Oberflächenbearbeitungcn und der Verwendung haltbarer und verschleißfester Überzüge, wie sie nachfolgend noch näher diskutiert werden, war jedoch auch diesbezüglich eine Lösung der Problematik möglich.

Es ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung wesentlich, daß eine wirtschaftlich akzeptable Scheibeneinheit geschaffen wird, die zufolge eines Überzuges auf der Innenseite vom Fahrzeug aus betrachtet Beschädigungen und Verletzungen der Insassen weitgehend herabsetzt und o'nne Nachteile jeglichen atmosphärischen Bedingungen ausgesetzt werden kann, wobei sie insbesondere auch gegen extreme Kälte unempfindlich bleiben muß. und die auch keinerlei Verfärbungen zeigt Schließlich muß die Scheibeneinheit so beschaffen, sein, daß sie den Härteindex — verglichen mit herkömmlichen Scheibenaufbauten — nicht negativ beeinflußt

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Zeichnung näher und beispielsweise beschrieben werden, und es bedeutet

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung der Vorderseite eines Kraftfahrzeuges, welches mit der erfindungsgemäßen Scheibeneinheit ausgerüstet worden ist

F i g. 2 einen Teilquerschnitt durch das Kraftfahrzeug eniiar.g der Linie 2-2 von Fig.!, die Verformung der Scheibe bei einem Aufprall wiedergebend,

F i g. 3 einen Teilquerschnitt durch eine Frontscheibe eines Kraftfahrzeuges, gemäß F i g. 1 und 2 in vergrößerter Form, wiederum entlang der Linie 2-2 von Fig. !,und

Fig.4 einen Teilquerschnitt des Scheibenaufbaus

nach Fig.3 in weiterer Vergrößerung, aus dem

ersichtlich wird, in welcher Weise die Schutzschicht an die innere Glasschicht des Scheibenaufbaus gebunden

Erfindungsgemäß wird eine klar durchsichtige, temperaturunempfindliche Schichtscheibeneinheit für Kraftfahrzeuge geschaffen, die frei von Farbveränderungen und sonstigen Verzerrungen ist, wobei auf derjenigen Glasschicht, die im montierten Zustand der Scheibe innerhalb des Kraftfahrzeuges liegt, eine relativ weiche, dehnbare, durchschlagkrafifeste Schutzschicht aus einem Kunststoffüberzug aufgebracht ist, und dieser Schutzüberzug mit einer klebenden Oberfläche mit der Glasoberfläche fest verbunden ist, und aus einer 1,27 μπι bis 0356 mm dicken Schicht eines abriebfesten Materials besteh!, welches über <i<?r haftenden Fläche liegt und das witterungsbeständig ist.

Wie aus F i g. 1 zu erkennen ist, kann die Frontscheibe 10 in der erfindungsgemäßen Ausführungsform in einem Kraftfahrzeug 11. genau wie jede andere, einfache, standardisierte Frontscheibe montiert werden. Darüber hinaus, kann — wie insbesondere aus F i g. 3 ersichtlich — der erfindungsgemäße Scheibenaufbau auf der Grundlage der an sich bekannten, normalen Schichtgläser aufgebaut werden, die aus zwei Glasscheiben 12 und 13 bestehen, die unter Wärme- und Druckbeaufschlagung miteinander in herkömmlicher Weise über eine Kunststoffzwischenschicht 14 verbunden sind. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel besitzt die Kunststoffzwischenschicht 14 eine Stärke von 0,076 cm. wobei sich eine hohe Durchschlagfestigkeit für die Schichtscheibe bei Verwendung von Polyvinylbutyral als Kunststoff ergibt.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Frontscheibeneinheit 10 unterscheidet sich jedoch wesentlich von den bisher bekannten, vergleichbaren Scheibeneinheiten, zunächst dadurch, daß die Glasscheiben 12 und 13 vorteilhafterweise solche sind, die nach dem Floatglasverfahren hergestellt wurden, und eine Dicke besitzen, die geringer als 0,21 cm beträgt, die jedoch nicht stärker als 0,28 cm sind, wobei die beiden Glasscheiben über eine Zwischenschicht 14 mit ihren sog. »Bad«-Oberflächen nach außen zusammengefügt sind, und wobei zweitens ein wesentlicher Unterschied zum Stand der Technik sich daraus ergibt, daß ein gegen Verletzungen schützender Überzug 15 auf der Innenfläche der inneren Glasscheibe 12 der Glasscheibeneinheit 10 aufgebracht so ist. und schließlich drittens, daß die Frontscheibe eine merklich größere Möglichkeit für den Schutz der Insassen des Fahrzeuges bietet, und zwar insbesondere für den Schutz gegen Kopfverletzungen, wobei sich auch beachtlich größere Widerstandswerte gegen Zerstörung durch Aufprall für die Scheibeneinheit selbst ergeben.

Der Schutzüberzug kann — wie bereits angegeben — auf verschiedene Arten von Verglasungseinheiten aufgebracht werden, wobei es sich entweder um Einzelscheiben oder Mehrschichtgläser handeln kann. Die für die Verglasungseinheiten verwendeten einzelnen Glasscheiben können in ihrer Dicke zwischen etwa 0,10 cm und bis zu 030 cm schwanken, während die Kunststoffzwischenschicht in ihrer Dicke zwischen 0,038 cm und 0,15 cm liegen kann. Es kann nötig oder wünschenswert sein, die Dicken entsprechend der Aufbringung des Schutzüberzuges entsprechend zu variieren, damit sich abschließend eine einpaßbare

Gesamtstärke ergibt und damit die Kenngrößen der Grundschichtung angeglichen werden.

Eine Hauptüberlegung muß darin bestehen, daß der Schutzüberzug eine innere Schichtung darstellt, die sich nicht von dem eigentlichen Grundaufbau der Schichtscheibeneinheit löst oder andere nachteilige Wirkungen ergibt, «*jbei insbesondere die optischen Eigenschaften der Einheit ausgezeichnet sein müssen. Die innere Schutzschicht muß geeignet sein, die Durchschlagkraft durch den Aufprall des Kopfes bei Unfällen oder auch bei Aufprall anderer Objekte auf die Scheibe, so zu beeinflussen, daß Beschädigungen und Verletzungen vermieden werden, und sie muß gleichzeitig allen durch die Atmosphäre auftretenden Angriffen Widerstand leisten, sie darf schließlich bei normalem Einsatz auch keinerlei andere bleibende Störungen hervorbringen.

Der erfindungsgemäße Schutzüberzug kann aus einer einzelnen Schient bestehen, er kann sich jedoch auch aus einem mehr oder weniger komplizierten Mehrschichtaufbau zusammensetzen, und er kann in Verbindung mit irgendeiner Form einer Basisglaseinheit Anwendung finden.

Beispielsweise kann der Schutzüberzug — wie im einzelnen aus F i g. 4 erkennbar — aufgebaut sein, wobei hier ausgegangen ist von einer 0,25 cm dicken Glasscheibe und einer 0,076 cm starken Kunststoffzwischenschicht bezüglich der Frontscheibe, wobei es sich aber auch um eine einzelne Glasscheibe eines getemperten oder anderweitig behandelten Glases handeln kann oder schließlich auch um unterschiedliche Schichtaufbauten.

Im Ausführungsbeispiel besteht die Schicht 15 nach Fig.4 aus einem annähernd 0,038cm starken Film 16, eines relativ weichen, dehnbaren Kunststoffmaterials, wie etwa Polyvinylbutyral, welches an der inneren Oberfläche dsr vorn F3hrzsu°ins2sssn sus "esshsnen inneren Scheibe der Glaseinheit befestigt ist. Fig.4 zeigt eine an die Schicht 16 anschließende Schicht 17 von annähernd 0.020 cm Dicke, bei der es sich um ein haltbares Kunststoffmaterial, wie etwa Polyäthylenterephthalat, handelt. Die sich daran anschließende äußerste Schicht 18 hat demgegenüber eine Dicke von 4 μηι und zeichnet sich durch große Abriebfestigkeit bzw. Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Einflüsse aus. wobei es sich um ein Kunststoffmaterial handelt, welches eine Kombination von Polykieselsäure und Mischpolymeren von fluorierten bzw. fluorhaltigen Monomeren handelt, die Zusätze sekundärer Alkoholgruppen enthalten.

In der dargestellten, speziellen Ausführungsform kann die Schicht 16 primär die Funktion eines Klebemittels übernehmen, sie wirkt darüber hinaus aber auch als Pufferschicht zum Abfangen von Aufprallstößen, d. h„ sie sorgt für eine ausreichende Elastizität und Dehnbarkeit, wodurch schließlich die Widerstandsfähigkeit gegen Kopfverletzung des Fahrzeugführers oder anderer Fahrzeuginsassen, die bei Kollisionen gegen die Frontscheibe prallen, verbessert wird.

Die Schicht 17, die sich insbesondere durch große Haltbarkeit und Beständigkeit auszeichnet, dient dem Schutz der weicheren und weniger dauerhaften Schicht 16, und sie kann mit einer wetterfesten Oberfläche beaufschlagt sein. Sowohl die Schicht 16 als auch die Schicht 17, sind so beschaffen, daß sie keinerlei Verletzungen, insbesondere Fleischwunden oder dergleichen, erzeugen können. Die Schicht 18 zeichnet sich durch eine Oberflächenhärte aus, die ausreicht, äußeren Abnutzungserscheinungen, Wettereinflüssen und dergleichen entgegenzutreten, ohne daß sie zu Kopfverletzungen führen kann.

Der Kunststoffüberzug 15 der dargestellten, bevorzugten Ausführungsform der Frontglasscheibe, muß selbstverständlich bezüglich seiner optischen Eigenschaften derart beschaffen sein, daß er gegenüber der Basisschichtglasanordnung keinerlei Veränderungen ergibt. Dieses ist im allgemeinen dann kein Problem, sofern eine Kunststoffschicht 16 in der dargestellten Weise vorgesehen wird, wobei diese im wesentlichen der Zwischenschicht 14 entspricht. Es müssen jedoch hierfür Maßnahmen ergriffen werden, die sicherstellen, daß die Schicht 17 entsprechende Härte- und Sicherheitseigenschaften zeigt, wie auch gleichzeitig die optischen Eigenschaften wichtig sind, die sich durch hohe Transparenz und verzerrungsfreie Durchsicht auszeichnen, wie schließlich auch dadurch, daß keine Kratzer, Streifen oder Striche oder auch Farbreiiexionen die Sicht stören.

Auf das letztgenannte Fehlverhalten ist besonders bei Frontscheibeneinheiten zu achten, wenn mit polarisierten Gläsern gearbeitet wird und bezüglich der äußeren Randbereiche dann, wenn bestimmte Lichtbedingungen, die etwa durch Bewölkung oder dergleichen hervorgerufen sein können, vorliegen. Die Vermeidung von Kratzern, Strichen oder Rissen ist durch die Auswahl entsprechenden Kunststoffmaterials möglich, wobei es bekannt ist, daß die Festigkeit des Kunststoffmaterials insbesondere dadurch steuerbar ist, daß es gedehnt wird, was zumindest für einige Kunststoffsorten zutrifft. Aus diesem Grunde wird die Kunststoffschicht in bestimmter Weise gedehnt, um durch diese Maßnahmen die betreffenden Eigenschaften steuerbar zu erzielen.
Für die erfindungsgemäßen Zwecke eines färb- und rißfreien Kunststoffmaterials wurde ein neues Verfah- »απ anltui/il/ali tiif* Uarctalliinif ti*>n fläfUinom λ^ηΙο*ΐ·»Ι

■ WIl VlllTIVItkll *.L*1 t ■ *. > .»«*< · ,14 ■ IQ "XTI, MUWIOQbIII tilUlblltll aus Polyäthylenterephthalat, welches entweder nur in einer Richtung einem Zug ausgesetzt wurde oder ungleichmäßig in zwei Achsen gedehnt worden ist.

Dieses Material beseitigt insbesondere das mit der Farbdoppelbrechung auftretende Problem, wobei es sich auch als Faserfilm herstellen läßt und in der Richtung der größten Dehnung aufspreizbar bzw. aufzureißen ist. Wenn im Zusammenhang mit der Erfindung solch eine einseitige oder ungleichmäßig zweiseitig gezogene Plastikschicht als Schicht 17 verwendet wird und besonders dann, wenn sie mit ihrer Hauptachse bzw. der Achse der größten Dehnung im wesentlichen vertikal oder rechtwinklig zur Länge oder

so Breite der Frontscheibe liegt, dann erfolgt das Aufsplittern oder Zerplatzen der Schicht 17 bei Zusammenstößen bzw. Aufprall mit hoher Geschwindigkeit in einer Richtung, was zu wesentlich verbesserten Eigenschaften bezüglich der Möglichkeit von Verletzungen führt.

Eine entsprechende Adhäsion des Polyäthylenterephthalats mit den Schichten 16 und 18 kann dadurch erreicht werden, daß eine Oberfläche in geeigneter Weise elektrisch oder chemisch vorbehandelt wird. In diesem Zusammenhang ist ein direkter Kontakt mit einer Gasflamme über eine bestimmte Zeit vorteilhaft, die geeignet ist, entsprechende Oberflächenbeschaffenheiten zu schaffen.
Die Stärke der Kunststoffschicht 17 kann zwischen Vr bis ^t4/iooostel mm liegen und anstelle des genannten Polyäthylenterephthalats können auch andere Kunststoffmaterialien mit anderen Terephthalatestern Anwendung finden, wobei hier ausdrücklich Erwähnung

finden soll: Polyurethan in seinen verschiedenen Strukturmöglichkeiten, Zelluloseester und Acrylverbindungen, sowie Polyvinylfluoride.

Kunststoffüberzüge einer Dicke von 0,0025 cm oder 0,005 cm ergeben bereits einigen Schutz gegen Verletzungsmöglichkeiten, wobei eine Schicht 17 aus haltbarem Kunststoff material nicht dicker als 0,00127 cm bis 0,0356 cm zu sein braucht, damit die Glaseinheit den sog. Kältetest sicher übersteht.

Um Rißbildungen oder dergleichen Oberflächenbeschädigungen der Schicht 17 zu verhindern, sollte diese eine Dicke aufweisen, die zwischen 0,0127 cm bis 0,0254 cm liegt. Um auch den eingangs genannten Härteindex in einem vertretbaren Bereich zu halten, sollten die kombinierten Schichtdicken der Zwischenschicht 14 und der Klebemittelschicht 16 innerhalb der Frontscheibe 10 einen Wert von 0,165 cm nicht übersteigen, während die Stärke der Schichten 14, 16 und 17 zusammen nicht größer als 0,19 cm sein soll.

Eine derart aufgebaute Glasscheibeneinheit stellt zwar ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel dar, es sind jedoch noch eine Mehrzahl anderer Schutzüberzüge auch bezüglich ihres Aufbaus denkbar, die in ihren optischen Eigenschaften bezüglich ihrer Transparenz, der Farbfreiheit und in der Doppelbrechung sehr gute Ergebnisse zeitigen. Wichtig ist hierbei immer, daß diese Eigenschaften auch zusammen mit den erforderlichen physikalischen Beschaffenheiten der Energieabsorption, der Festigkeit, der Wetterbeständigkeit und dergleichen mehr, vorhanden sein müssen. Entsprechend kann eine wirkungsvolle Glasscheibeneinheit sich aus verschiedenen Kunststoffmaterialien zusammensetzen, sie kann sich durch eine einzelne oder eine Doppelschicht-Anordnung kennzeichnen, wie auch aus einer Dreischichtanordnung und dergleichen mehr bestehen. Entsprechend können die Drei- oder Mehrschichtanordnungen wiederum auf einzelne Giasschichten oder auf Kombinationen von Multiglasschichten aufgebracht werden. Um hierfür einige Anhaltspunkte zu geben, seien nachfolgend einige Beispiele angegeben:

Beispiel I

Eine Frontscheibeneinheit 10, wie sie in den Fig.3 und 4 dargestellt ist, wurde dadurch hergestellt, daß zunächst zwei Glasscheiben 12 und 13, die nach dem Floatglasverfahren gefertigt wurden, und eine Stärke von 0,25 cm aufweisen, zusammengefügt und in die gewünschte Kontur verformt wurden, wobei die Zwischenschicht 14 von 0,076 cm Stärke während des Biegevorganges eine geeignete Plastifizierung erfuhr und aus Polyvinylbutyral mit relativ niedrigen Hafteigenschaften bestand. Nachfolgend wurde auf die Scheibe 12 eine 0,0381 cm dicke Schicht eines plastifizierten Polyvinylbutyral 16 mit relativ hohen Klebeigenschaften aufgebracht und eine 0,0203 cm dicke Schicht 17 aus Polyethylenterephthalat, die zuvor mit einer 4 μιη starken Schicht 18 überzogen worden war, welche ihrerseits aus einer Mischung von Polykieselsäure und Kopolymeren der fluorierten Monomere mit Zusätzen sekundärer Alkoholgruppen bestand. Eine Deckschicht des gebogenen Glases wurde dann über den aufgebrachten Schichten 16 und 17 in Stellung gebracht nachdem die Schichten 12,14,13,16 und 17 sich miteinander verbunden hatten, so daß sxh schließlich die vollständige Einheit ergab, woraufhin auf diese ein Druck von 1,89 N/mm² bei einer Temperatur von 149° C für eine Dauer von 10 Minuten ausgeübt wurde. Die fertige Glaseinheit konnte dann aus der zugehörigen Apparatur entfernt werden und bildete die abschließende Frontscheibe für ein Automobil.

Bei der Schicht 17 handelt es sich um Polyäthylenterephthalatfilm, der in einem besonderen Herstellungsprozeß gedehnt worden ist, so daß er im wesentlichen fr<;i

von Farberscheinungen ist, d. h. solche auch nicht bei

polarisiertem Licht zeigt, wobei der Überzug über

dieser Schicht aus einem abriebfesten Material besteht.

Es soll nochmals Erwähnung finden, daß dieses Scheibenmaterial unter dem Einfluß eines Aufpralls entlang derjenigen Achse zu zerreißen vermag, die die Hauptdehnungsachse darstellt, wobei in Übereinstimmung mit der Erfindung die Schicht 17 im Ausführungsbeispiel so in Stellung gebracht worden ist. daß die

Hauptachse der Dehnung im wesentlichen rechtwinklig zur Breite oder Länge der Frontscheibe ausgerichtet worden ist.

Eine nach dem angeführten Ausführungsbeispiel hergestellte und aufgebaute Frontscheibe überstand aiie

hierfür üblichen Testversuche mit den in der Automobilindustrie erforderlichen Ergebnissen, wobei zusätzlich die Sicherheit gegen Verletzungen erhöht werden konnte und die Versuchsergebnisse Aufprallgeschwindigkeiten von 64 bis 72 km/Std. erbrachten, ohne daß Rißverletzungen oder dergleichen zu registrieren waren.

Einer der Faktoren, die zu derart vorteilhaften Ergebnissen führten, liegt begründet in der sog. niedrig haftenden Zwischenschicht 14 des Sicherheitsglases mit der stark haftenden bzw. hohe Klebstoffeigenschaften aufweisenden Schicht 16 bezüglich des Überganges Kunststoff zu Glas des Schutzüberzuges in der Frontscheibeneinheit. In diesem Zusammenhang wird bezüglich der Vorteile einer Zwischenschicht mit

niedrigen Klebeigenschaften. wie sie bei herkömmlichen Schichtgläsern Anwendung findet, auch auf die US-PS 33 61 69S und 34 öS 749 verwiesen.

Beispiel II

In einem weiteren Beispiel wurde eine identische Frontscheibe in gleicher Weise wie im 3eispiel I hergestellt, mit dem Unterschied hierzu jedoch so, daß die Schichten 16,17 und 18 des Schutzüberzuges 15 auf eine Glasscheibe 12 aufgebracht wurden in Form einer einzelnen, dreilagigen, zusammengesetzten Schicht.

Beispiel IU

Es wurde eine Frontscheibe 10 — entsprechend den Darstellungen in F i g. 3 und 4 — auf die gleiche Weise

so wie im Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch die Scheibe 16 auf die Scheibe 12 mit einer Stärke von 0,0127 cm in Form eines elastischen Filmes aus aliphatischem Polyurethan und die Scheibe 17 0,0127 cm stark aus Zellulosetriacetat, zuvor überzogen mit einer 1,27 μπι dicken Schicht aus einem hydrolysierten und kondensierten Produkt des Methyltriethoxysüans, aufgebracht wurden, um die Schicht 18 vorzugeben.

Beispiel IV

Eine andere Frontscheibe, wie in F i g. 3 und 4 gezeigt, wurde auf gleiche Weise wie in Beispiel I gefertigt mit Ausnahme dessen, daß die Scheibe 16 auf die Scheibe in einer Stärke von 0,0127 cm aus einem Ionomerharz aufgebracht wurde, wobei das Harz denjenigen Polymeren angehört, welche zufolge ihrer ionisierten Carboxylgruppen eine ionische Kreuzverbindung in der zwischenmolekularen Struktur ergeben, wobei die Scheibe 17 zuvor mit einer 4 μπι starken Schicht

überzogen worden ist, die aus einer 0,0127 cm starken Schicht eines fluorierten Äthylenpropylens bestand.

Beispiel V

Eine andere Frontscheibe, wie sie in den F i g. 3 und 4 gezeigt ist. wurde nach Beispiel I gefertigt, wobei jedoch die Glasscheibe 12 nur eine Stärke von 0,165 cm besaß und die Polyvinylbutyralschicht 16 nur 0,0127 cm dick war und die Dicke der zuvor überzogenen Schicht 17 0.0051 ein betrug und aus Polyvinylfluorid bestand.

Beispiel VI

Eine weitere Frontscheibe gemäß F i g. 3 und 4 wurde nach Beispiel I hergestellt mit der Abwandlung, daß die Scheibe 16 auf die Scheibe 12 aufgebracht wurde, wobei die Dicke 0,0127 cm betrug und das Material plastifiziertes Polyvinylchlorid war und die Schicht 17 zuvor

ΓΐΚί»Γ7Γ»σι»η u/iirrif» rnit f*inf*r Schicht IS VOH 0,0076 CtTl **2Π W2r V/cb

Stärke, und zwar aus einem Acrylmaterial aus 45% Äthylacrylat unt 55% Methylmethacrylat.

Beispiel VIl

Eine weitere Frontscheibe nach Fig. 3 und 4 wurde auf der Grundlage von Beispiel I hergestellt, mit Ausnahme der Tatsache, daß eine Scheibe von 0,0051 cm Stärke aus einem ionomeren Harz nach der Ausführungsform von Beispiel IV ersetzt wurde durch eine Schicht von 0,0381 cm Stärke pines plastifizierten, hocbadhäsiven Polyvinylbutyral bei 16.

Beispiel VIII

Eine weitere Frontscheibe wurde hergestellt, indem eine Anordnung einer 3,18 mm starken Glasscheibe, die vorteilhafterweise zuvor auf die gewünschte Kurvenführung gebogen worden war, mit einer 0,762 mm starken Scheibe aus elastischem Polyurethan zusammengefügt wurde. Daraufhin wurde auf die freiliegende Oberfläche des Polyurethans eine Schicht von 0,076 mm einer Acrylverbindung, wie in Beispiel Vl, aufgebracht, die mit einer 4 μπι starken Schicht einer Mischung von Polykicselsäure und Kopolymeren der Fluormonomere mit Anteilen sekundärer Alkoholgruppen überzogen war. Eine Deckscheibe aus gebogenem Glas wurde dann über der zuvor überzogenen Scheibe in Stellung gebracht, wobei die Verbindung zwischen den einzelnen Scheiben in der im Beispiel I beschriebenen Weise erfolgte.

Beispiel IX

Ein weiterer Scheibenaufbau, der im wesentlichen demjenigen von Beispiel VIII entsprach, wurde hergestellt, indem wie dort beschrieben verfahren wurde. jedoch mit der Ausnahme, daß die Glasscheibe eine Stärke von 0,25 cm hatte und durch Wärme vorgehärtet worden war, d. h. einem Semitemperverfahren unter/.o-

Polyvinylbutyral hier ersetzt wurde durch eine Schicht von Polyurethan und eine 0.0178 cm starke Schicht von Polyäthylenterephthalat. das zuvor überzogen worden war, in der gleichen Weise wie vorbeschrieben.

Genau wie die Scheibeneinheiten nach Beispiel 1 bestandeil auch diejenigen nach den Beispielen Il bis IX die herkömmlichen für Frontscheiben von Kraftfahrzeugen verwendeten Testversuche und führten zu den gleichen, vorteilhaften Ergebnissen, insbesondere zu einem Verletzungsschutz bis zu Aufprallgcschwindigkeiten von 64 bis 72 km/Std.

Wie bereits erwähnt, können die Stärken der einzelnen Schichten der schützenden Kunststorfüberzüge verschieden gewählt werden, wenn hierbei die geforderten optischen und physikalischen Eigenschaften beibehalten bleiben. Nichtsdestoweniger hat sich herausgestellt, daß die Dickenangaben sich nicht außerhalb von Grenzwerten hewegen sollten, dip annähernd zwischen 0,127 mm bis 3,17 mm liegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verg'asungseinMit, insbesondere für Kraftfahrzeuge ohne optisch störende Erscheinungen, wie Farb-Doppelbrechungen und dergleichen, bestehend aus einer Doppelglasscheibe mit zwischengefügter Kunststoffschicht und wenigstens einem weiteren Kunststoffschichtaufbau auf der Innenseite der Verglasungseinheit, dadurch gekennzeichnet, daß der unter Wärme- und Druckbeaufschlagung zusammengefügte Schichtaufbau der Verglasungseinheit (10) zwischen den Glasscheiben (12, 13) aus einer Kunststoffschicht (14) mit relativ niedrigen Adhäsionseigenschaften und einer hohen Durchschlagfestigkeit besteht, und daß auf der vom is Fahrzeug aus gesehen inneren Oberfläche der Verglasungseinheit (10) ein schützender Oberzug (15) aus relativ weichem und dehnbarem jedoch durchschlagfcstem Kunststoffmaterial aufgebracht ist, das sich s«J$ einer Schicht eines unter Druck und Wärme auf die Oberfläche der inneren Glasscheibe (12) aufgebrachten Kunststoffmaterials mit hohen Adhäsionseigenschaften (16), einer haltbareren bzw. beständigeren Schicht eines gedehnten Kunststoffmaterials (17), dessen Hauptdehnungsachse im rechten Winkel zur Horizontalen der Verglasungseinheit liegt, und einer harten abriebfesten Schicht (18) auf der letztgenannten Mittelschicht zusammensetzt.

2. Verglasunfiseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der gedehnten Kunststoffschicht (17) üwische;, ca. 0,1 bis 0,25 mm liegt, und daß die zusammengesetzte Stärke der Kunststoffzwischenschicht (14) a d der Kunststoffschicht (16) 0,165 cm nicht übersteigt und die zusammengesetzte Stärke dieser Kunststoffschichten insgesamt nicht über ca. 0,19 cm liegt.

3. Verglasungseinheit nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffzwischenschicht (14) und die Kunststoffschicht (16) aus Polyvinylbutyral sind, daß die dauerhaftere gedehnte Kunststoffschicht (17) aus Polyethylenterephthalat besteht, wobei die Dehnungsrichtung in Übereinstimmung mit deren Hauptachse die Splitterrichtung vorgibt und daß der abriebfeste obere Überzug (18) eine Mischung einer Polykieselsäure und eines Copolymers aus fluorierten Monomeren mit Zusätzen sekundärer Alkoholgruppen ist.

4. Verglasungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasscheiben aus etwa 2,5 mm starken Ftoatglasscheiben bestehen, daß die zwischenliegende Kunststoffschicht (14) etwa 0.076 cm siark ist und aus verformbarem Polyvinylbutyral besteht, daß die Kunststoffschicht (16) mit din relativ hohen Adhäsionseigenschaften etwa 0,038 cm stark ist und gleichfalls aus verformbarem Polyvinylbutyral besteht, daß die Schicht (17) des gedehnten Kunststoffmaterials etwa 0,2 mm dick aus Polyethylenterephthalat besteht und der härtere Überzug (18) 4 μπι dick aus einer Mischung von Polykieselsäure und Copolymeren der fluorierten Monomere, die sekundäre Alkoholgruppen als weitere Komponenten enthält, hergestellt ist.