DE1696051C

DE1696051C - Safety glass pane, in particular a windshield for motor vehicles, made of a Sihkatglas pane and a plastic pane that sits on the joint side and is connected to the silicate glass pane

Info

Publication number: DE1696051C
Application number: DE19681696051
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dr Knngs Hans Dr Siemonsen Hans Peter Dipl Ing Dr 5100 Aachen Bruckner
Original assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1968-02-07
Filing date: 1968-02-07
Publication date: 1973-02-08

Description

_Prfinduns betrifft eine Sicherheitsglasscheibe, Die Erfindungoeuun ^^ _{för K}raiifahr- _Prfi nduns concerns a safety glass pane, the invention oeuun _{^^ för K raiifahr-}

^°^f ^^liUkatglasscheibe und einer zeuge £^{e 3}J^_{6n Kunsts}toffscheibe besteht. ^Stocheiben werden heute zwei vervon Sicherheiteglas verwendet, nam-Snntes »Einscheibens.cherhe.ts-JSS^SL »Verbundsicherheitsglas« ^ ™teSSSriieiteglas ist vorgespanntes Glas, . f"^,fgje.flächenschichten eine Druckvordas in ^semen ^™ _{d ch eine} Zugvorspannung spannung aufw«*die^ ^.^^ _gehalten ^ ° ^ f ^^ liUkatglasspche and a witness £ ^e 3J ^ _6n plastic disc. ^ Two types of safety glass are used today, namely "Einscheibens.cherhe.ts-JSS" ^ SL "Laminated safety glass" ^ ™ teSSSriieiteglas is toughened glass,. f "^, fgje. surface layers a pressure before in ^seme n ^ ™ _{d ch a} tensile pretension up« * the ^ ^. ^^ _held

^ die mit^ those with

Zwischenschicht aus smd.Intermediate layer made of smd.

?_B^_i^^_ijrf2S!g teRÜ. W ein einer P^™ wincfschutzscheibe aus E.nsche.-? _B ^ _i ^^ _i jrf2S! G teRÜ. W one of a P ^ ™ windscreen made of E.nsche.-

^^se f^" ^ geschleudert, dann zerbncht d,e ShHhe bei dneT Auftreff geschwindigkeit des Kop es Scheh tat eine^u 8 _{ab info},_{ge de o}.^ ^se f ^ "^ thrown, then zerbncht d, e ShHhe at dneT impact speed of the head es Scheh did a ^ u 8 _{from info} , _{ge de o} .

Jes Insassen J°ⁿ « _{Der Bruc}hvorgang erfolgtJes inmates J ° ⁿ « _The breaking process takes place

kalen ^B«^"^nsC„ |_ereits etwa 1 Millisekunde ^ Kopfes mit der Windschutz-kalen ^B "^" ^ns C "| _he EITS about 1 millisecond ^ head with the windscreen

^₁Jr fjKJSsttodig zerbrochen und der Kopf »h«be ist di«e voHrtan g ^.^ _Venöge ^ ₁ Jr fjKJSsttodig broken and the head "h" be is the first g ^. ^ _Venöge

des nsassen fre gegeD , _{ken lnfo},_{ge dieser} of the wet free geD, _{ken info} , _{ge this}

krafte mehr auf den^N ^_nwirkungsdauer der Ver- ^ kurz.η ^ _{gf Jeü d} forces more on the ^ N ^ _nwirkungs duration of the encryption kurz.η ^ ^ _{gf Jeü d}

des Körpers durch die W.nd-of the body through the W.nd

^SÄ5SS«ibe nach Anspruch 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffscheibe aus einer 0,2 bis 1 mm d.cken Fohe aus aπlOφhem Polyamid einer aromatischen bifunktioneilen Säure, insbesondere Terephthalsäure, und einem aliphatischen alkylsubstuu.erten bifunktionellen Amin, insbesondere Hexamethylendiamin, besteht. ,^ SÄ5SS «ibe according to claim 2 or 3. characterized in that the plastic disc from a 0.2 to 1 mm thick foil from aπlOφhem polyamide of an aromatic bifunctional Acid, especially terephthalic acid, and an aliphatic alkylsubstu.erten bifunctional amine, especially hexamethylenediamine, consists. ,

7. Sicherheitsglasscheibe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß d.e Kunststoffscheibe aus einer 0,2 b.s "im d.cken Scheibe aus weichmacherfreiem Polyvinylchlorid besteht.7. Safety glass pane according to claim 2 or 3, characterized in that the plastic disc from a 0.2 b.s "in the d The disc is made of plasticizer-free polyvinyl chloride.

45 Auch V<rbundJ«J^J_indi _k,._iten ab durch-Λ""™ gfcke der Polyvinylbutyralzw.- ^J^ ^_n Q^_{38 mm}, wie sie bisher allgemein 45 Also V <rbundJ «J ^ J _ind i _k,. _ite n ab through-Λ "" ™ gfcke der Polyvinylbutyralzw.- ^ J ^ ^ _n Q ^ _{38 mm} , as it has hitherto been general

^M^J'J^h^ ^V°_de ^U;_{r[olgt be}i einer Umgebungstem- verwendet wurde, erto^g _{Durchstoß des h}. ^M ^ J'J ^h ^ ^V ° _de ^U ; _{r [i olgt be} an ambient has et verwend, erto ^ g _{puncture of h.}

Ρ^"^_ο°"^ί ei tier Auftreffgeschwindigkeit des κΐ^η SwV25 bfe 30 knVh ab. Die Folge eines Kopfes von ^etwa ^ZJ Di bdihhitsglasΡ ^ "^ _ο °" ^ ί ei tier impact speed of the κΐ ^ η SwV25 bfe 30 knVh. The result of a head of wa ^et ^Z J Di bdihhitsglas

⁵⁵⁵⁵

Silikatglasscheibe und Kunststoffscheibe mittels einer elastischen Klebeschicht miteinander verbunden sind, die die in dem Temperaturbereich von -20 bis +40°C infolge der unterschiedliehen Wärmeausdehnung von Glas und Kunststoff auftretenden Spannungen aufnimmt.Silicate glass pane and plastic pane connected to one another by means of an elastic adhesive layer are those in the temperature range from -20 to + 40 ° C due to the differences Thermal expansion of glass and plastic absorbs stresses.

9. Sicherheitsglasscheibe nach einem oder mchreren der Ansprüche 1 b.s 8, dadurch gekc inzeichnet, daß die Glasscheibe entlang dem Umfang der Kunststoffscheibe auf ihrer Oberfläche mit einer Sollbruchlime verschen ist.9. Safety glass after one or more of claims 1 to 8, characterized in that that the glass sheet along the circumference of the plastic sheet on its surface is given away with a predetermined breaking limit.

verbundsicherheitsg der außerordentlich pe- »Halskrause«, d.h. e.nes Χ_ΚΗ die Butyralfolie festgehalte-„J_r Ssoiiuer am Rand der Durchbruchstelle, die Eh?^laS _Zu^PhtSensgef_ähr,ichen Schnittverletzungenverbundsicherheitsg the extraordinarily pe- »ruff«, dhenes Χ _Κ Η the butyral foil held firmly- “J _r Ssoiiuer at the edge of the breakthrough point, the Eh? ^laS _Z u ^Pht Sensgef _ä hr, cozy cuts

fuhren tonnen. _{Durchstoßens zu} verringern,drove tons. _To reduce piercing,

Um d.e Gefahr "*™ _{Dicke der Rutyral}.To de danger "* ™ _{thickness of rutyral} .

60 t«™"*™?*™*™^'^ erst bei etwa der60 t «™" * ™? * ™ * ™ ^ '^ only at about the

schich -™ ^ν«^ ihwindigkeit, nämlich von etwa ^oppd η Aujreffge chwma g . ^ _W|nd>chiilz.Schich - ™ ^ν «^ speed, namely from about ^ oppd η Aujreffge chwma g. ^ _{W | nd> chiilz} .

45 km/h ab ^du^Jg _{wirdi wird durch} eine ^e^.cht dj^jjg _{w zu vierma}, _{mehr von} 45 km / h from ^you ^ Jg _{wirdi becomes} a ^ e ^ .cht dj ^ jjg _{w to vierma} , _{more of}

65 ^^lchc ^ ™_h* Ε_ηΡ™_β des menschlichen Körpers ^ΓΓη? Windschutzscheibe mit einer _yralschicht.65 ^ ^lchc ^ ™ _h * Ε _ηΡ ™ _{β of} the human body ^ ΓΓη? Windshield with a _yralschi cht.

Im Gegensatz zu den Einscheibensicberheitsglasscheiben, bei denen die Einwirkungsdauer der Stoßkräfte unterhalb von 1 msec liegt, ist die Einwirkungsdauer der Stoßkräfte bei den Verbundglasscheiben infolge der plastischen Deformation der Butyralzwischenschicht unvergleichlich länger. Sie erreicht Werte bis zu 160 msec.In contrast to the single pane safety glass panes, in which the duration of the impact forces is less than 1 msec, is the duration of the impact the impact forces in the laminated glass panes incomparably longer due to the plastic deformation of the butyral intermediate layer. You achieved Values up to 160 msec.

Für die beim Aufprall eines Insassen auf die Windschutzscheibe auftretenden innereu Verletzungen bt jedoch, wie man heute weiß, neben der Höhe der Viirzögerungskräfte die Einwirkungsdauer dieser Kräfte von entscheidender Bedeutung. Dabei werden um so geringere Verzögerungskräfte ertragen, je langer diie Einwirkungsdauer dieser Kräfte istFor internal injuries that occur when an occupant hits the windshield However, as we know today, in addition to the level of the delay forces, the duration of their action Forces of vital importance. In doing so, the longer the deceleration forces that are endured, the lower is the duration of these forces

Di<; verschiedenen menschlichen Organe haben dabei eine unterschiedliche Widerstandsfähigkeit (Toleranzgrenze) gegen verformende Kräfte und deren Einwirkungsdauer. Die bisher in der Fachwelt am meisten bekannten Arbeiten über die Beanspruchungen und Verletzungen des menschlichen Kopfes bei einem Aufprall mit der Stirn auf harte Platten gehen auf L. M. Patrick, Departement of Engineering Mecwanics der Wayne State University zurück. Sie sind unter anderem in der Druckschrift »Human Tolerance to Impact — Basis for Safety Design* veröffentlicht worden. In dieser Veröffentlichung hat L. M. Patrick auf Grund seiner Versuchsergebnisse für mittelschwere Gehirnerschütterungen eine TcIeranzkurve für die zulässigen effektiven Verzögerungen in Abhängigkeit von der Einwirkungsdauer aufgestellt Diese Kurve zeigt bereits deutlich, welch grolie Bedeutung der Einwirkungsdauer der Verzögerungskräfte für Gehirnerschütterungen zukommt. Di <; different human organs have different levels of resistance (Tolerance limit) against deforming forces and their duration of action. So far in the professional world most well-known works on the stresses and injuries of the human head if the forehead hits hard plates, go to L. M. Patrick, Department of Engineering Wayne State University's Mecwanics. You can find them in the publication »Human Tolerance to Impact - Basis for Safety Design * been published. In this publication, L. M. Patrick, based on his experimental results a tolerance curve for moderate concussions for the permissible effective delays depending on the duration of action This curve clearly shows the importance of the duration of the delay forces for concussions.

Es ist ebenfalls bekannt, daß bei Autounfällen auch lebensgefährliche Halswirbel Verletzungen auftreten, die durch die Beanspruchung der Halswirbelsäule beim Stoß des Kopfes auf die Windschutzscheibe hervorgerufen werden können. Genauere Untersuchungen über die Widerstandsfähigkeit der Halswirbelsäule bei einem Aufprall des Kopfes auf die Windschutzscheibe und über das Verhalten der verschiedenen Sicherheitsgläser im Hinblick auf Verletzungen der Halswirbelsäule waren jedoch bisher nicht bekannt. It is also known that life-threatening cervical vertebrae injuries also occur in car accidents, caused by the strain on the cervical spine when the head hits the windshield can be evoked. More detailed studies of the resilience of the cervical spine when the head hits the windshield and about the behavior of the various However, safety glasses with regard to injuries to the cervical spine were not previously known.

Es wurde nun gefunden, daß Sicherheitsglasscheiben mit langen Stoßzeiten, also insbesondere die bekannten Verbundglasscheiben, bereits bei verhältnismäßig geringen Auftreffgeschwindigkeiten zu lebensgefährlichen Verletzungen der Halswirbelsäule führen können und daß andererseits die Toleranzgrenze fur makroskopische Halswirbelverletzungen wesentlich unterhalb der bereits erwähnten Toleranzgrenze für Gehirnerschütterungen liegt (D. Ziffer, F. Bruckner und R. Heηn: »Das Verhalten der Halswirbelsäule in Verbindung mit der Schädelbasis und der oberen Brustwirbelsäule bei Stürzen auf Sicherheitsglas für Automobilfrontscheiben (Einscheibensicherheitsglas— Verbundsicherheitsglas)«, Zentralblatt für Verkehrsmedizin, Verkehrspsychologie und angrenzende Gebiete, (Dezember 1967).It has now been found that safety glass panes with long peak times, especially the known ones Laminated glass panes become life-threatening even at relatively low impact speeds Injuries to the cervical spine can lead and that, on the other hand, the tolerance limit for macroscopic cervical vertebrae injuries are significantly below the tolerance limit for Concussions lies (D. Zahl, F. Bruckner and R. Heηn: »The behavior of the cervical spine in connection with the base of the skull and the upper thoracic spine when falling on safety glass for automobile front windows (toughened safety glass - laminated safety glass) «, central sheet for Traffic Medicine, Traffic Psychology and Related Areas, (December 1967).

Wie sich bei diesen Untersuchungen herausgestellt hat, werden die Verletzungen der Halswirbelsäule dadurch hervorgerufen, daß diese bereits bei relativ niedrigen Auftreffgeschwindigkeiten in gefährlichem Umfang auf Biegung bzw. Knickung beansprucht wird. Beim Aufprall des Kopfes auf eine Windschutzscheibe aus Verbundglas beult sich diese nämlich nach dem Bruch der Glasscheiben infolge der Deformation der Butyralzwischenschicht an der Auftreffstelle aus, und der Kopf wird dadurch in seiner Lage fixiert Anschließend schiebt sich die Körpermasse fortschreitend nach. Da aber die Körpennässe im wesentlichen, unterhalb des Kopfes liegt und der Kopf in seiner Lage fixiert ist, kommt es innerhalb des Stoßvorganges außer zu den gefährlichen Stauchungen in der Halswirbelregion zu einer erheblichen Verbiegung der Halswirbelsäule, die die erwähntenAs these investigations have shown, the injuries are the cervical spine caused by the fact that this is dangerous even at relatively low impact speeds Scope is stressed on bending or kinking. When the head hits a windshield made of laminated glass, this bulges after the breakage of the glass panes as a result of the deformation the butyral interlayer at the point of impact, and the head is thereby in its position fixed Then the body mass moves progressively. But since the body's wetness in the essentially, lies below the head and the head is fixed in its position, it comes within the Apart from the dangerous compression in the cervical vertebra region, the impact process leads to a considerable bending the cervical spine, which the mentioned

ίο schweren Schaden zur Folge hatίο causes serious damage

In welchem Maße die Widerstandsfähigkeit der Halswirbelsäule unter diesen Umständen geringer ist als die Widerstandsfähigkeit der Gehirnmasse gegen Gehirnerschütterungen, geht aus folgenden Zahlen hervor: Während bei einer Einwirkunpdauer von 10 msec die Toleranzgrenze für Gehirnerschütterungen nach L. M. Patrick bei etwa 320kp_e„ liegt (die von L. M. Patrick in Beschleunigungen angegebenen Werte wurden durch Multiplikation mit der mitt-The extent to which the resistance of the cervical spine is lower than the resistance of the brain mass to concussions under these circumstances can be seen from the following figures: While with an exposure time of 10 msec the tolerance limit for concussions according to LM Patrick is around 320 kp _e "(that of LM Patrick values given in accelerations were multiplied by the mean

ao leren Schädelmasse von 4,5 kg in kp umgerechnet), wird nach den Versuchen von D. Ziffer bei einem die gleiche Zeit dauernden Stoß auf die Windschutzscheibe die Halswirbelsäule bereits bei etwa 160 kp,,,, schwer geschädigt. Bei einer Einwirkungs-ao ler skull mass of 4.5 kg converted into kp), according to the experiments of D. Digit in a the same time lasting impact on the windshield the cervical spine already at about 160 kp ,,,, badly damaged. In the event of an impact

»5 dauer der effektiven Stoßkräfte von 50 msec liegen die Toleranzgrenzen für Gehirnerschütterungen nach L. Vf Patrick bei etwa 22OVn_e?f, für Schädigungen der Halswirbelsäule dagegen schon bei 50 kp,.„. Diese Werte gelten für makroskopische Schäden an der Halswirbelsäule, wie z. B. angerissene Zwischenwirbelscheiben. Sie liegen noch niedriger, wenn man auch mikroskopische Schäden berücksichtigt, die ebenfalls lebensgefährlich sein können.»5 duration of the effective impact forces of 50 msec, the tolerance limits for concussions according to L. Vf Patrick are around 22OVn _{e? F} , for damage to the cervical spine, on the other hand, already at 50 kp. These values apply to macroscopic damage to the cervical spine, such as B. cracked intervertebral discs. They are even lower if microscopic damage is also taken into account, which can also be life-threatening.

Durch die Erfindung soll eine Sicherheitsglas scheibe, und zwar insbesondere eine Windschutzscheibe geschaffen werden, die dieser neuen Erkenntnis Rechnung trägt u id die damit bei einem Aufprall des menschlichen Körpers auf die Windschutzscheibe eine erhöhte Sicherheit gegen Verletzungen bietet. Neben der Verringerung der Gefahr von inneren Verletzungen soll bei der neuen Windschutzscheibe auch die Gefahr von Schnittverletzungen durcli den Kontakt mit Glassplittern sicher vermieden werden.The invention is intended to disclose a safety glass, in particular a windshield be created that takes this new knowledge into account u id that in the event of an impact the human body on the windshield increased security against injury offers. In addition to reducing the risk of internal injuries, the aim of the new windshield the risk of cuts due to contact with broken glass is also safely avoided will.

Die Erfindung geht also aus von einer Sicherheitsglasscheibe, insbesondere Windschutzscheibe für Kraftfahrzeuge, aus einer Silikatglasscheibe und einer auf deren Stoßseite sitzenden, mit der Silikatglasscheibe verbundenen Kunststoffscheibe und kennzeichnet sich dadurch, daß die Kunststoffscheibe gegenüber der Silikatglasscheibe kleinere Abmessungen aufweist, daß sie wenigstens auf dem größeren Teil ihres Umfanges nicht im Rahmen eingespannt ist und die Befestigung der Sicherheitsglasscheibe an dem überstehenden Rand der Silikatglasscheibe erfolgt ist, und daß die Kunststoffscheibe aus einem nicht spröden, vorzugsweise thermoplastischen Werkstoff besteht, der im Temperaturbereich von —20 bis f 4O⁰C eine Kerbschlagzähigkeit nach DIN 53453 von mehr als 5 kp · cm/cm² und eine Zugfestigkeit nach DIN 53455 (O.IVo-Dehnungsgrenze) von mehr als 200 kp/cm² aufweist.The invention is based on a safety glass pane, in particular a windshield for motor vehicles, made of a silicate glass pane and a plastic pane seated on its abutment side and connected to the silicate glass pane and is characterized in that the plastic pane has smaller dimensions than the silicate glass pane, at least on the larger one part is not clamped its periphery in the frame and the attachment of the safety glass panel is carried on the projecting edge of the silicate glass panel, and that the plastic disk, preferably thermoplastic material consists of a non-brittle, which ⁰ C in the temperature range of -20 to f 4O a notched impact strength according to DIN 53453 of more than 5 kp · cm / cm ² and a tensile strength according to DIN 53455 (O.IVo elongation limit) of more than 200 kp / cm ² .

Die Dicke der KunslstolTscheibe richtet sich im wesentlichen nach der Zugfestigkeit und Dehnung des Materials und soll J mm nicht überschreiten, weil dann durch die größere Masse der Scheibe die Stoßkräfte auf ungünstige Werte ansteigen.The thickness of the plastic disc depends on the essentially according to the tensile strength and elongation of the material and should not exceed J mm, because then, due to the larger mass of the disk, the impact forces rise to unfavorable values.

Die Wirkungsweise einer Windschulzscheibe mitHow a windshield works with

5 ^ 65 ^ 6

diesen Merkmalen bei einem Aufprallunfall ist wie Schlagzähigkeit und die Zugfestigkeit des Kunststofffolgt: Unter der Voraussetzung, daß die Auftreffge- materials sind erfindungsgemäß erforderlich, damit sichwindigkeit des Kopfes für die Bruchauslösung die beim Stoßvorgang auftretenden hohen Verforder Silikatglasscheibe ausreicht, also wenigstens etwa mungsgeschwindigkeiten . und Zugbeanspruchungen 10 bis 15 km/h beträgt, ist die Silikatglasscheibe in- S von der Kunststoffscheibe ausgehalten werden, ohne nerhalb einer Zeitspanne von weniger als 1 msec nach daß diese zerbricht bzw. sich zu sehr plastisch verdem-Kontakt des Kopfes mit der Windschutzscheibe formt. Werden diese Grenzen eingehalten, dann erinfolge der lokalen Durchbiegung an der Auftreff- folgt selbst bei den höchsten praktisch vorkommenstelle des Kopfes zerbrochen. Da die Kunststoff- den Auftreffgeschwindigkeiten kein Durchstoßen der scheibe nicht im Rahmen eingespannt ist und die io Scheibe mehr. Neben der Auslösung wird dadurch oben angegebenen Mindesteigenschaften aufweist. auch jeder direkte Kontakt zwischen dem menschwird sie von dem Kopf nicht durchstoßen. Vielmehr liehen Körper und den Glaskanten sicher vermieden, geht von der Auftreffstelle des Kopfes eine Defor- Die angegebene Dimensionierung der Silikatglasmationswelle aus, die sich in dem Verbund aus scheibe gibt auf der anderen Seite Gewähr dafür, daß Kunststoffscheibe, Kleber und Glas ausbreitet. So- 15 diese bereits bricht, bevor die Verzogerungskräfte bald diese Deformationswelle den Rand der Wind- beim Aufprall gefährliche Werte annehmen,
schutzscheibe erreicht, wird die zerbrochene Silikat- In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung glasscheibe in ihrer Gesamtheit aus ihrer Einfassung kann bei einer mit einer aus nicht vorgespanntem gelöst. Diese Lösung aus ihrer Einfassung, im fol- Glas bestehenden Scheibe zusammengesetzten Windgenden auch mit »Auslösung« bezeichnet, ist in so schutzscheibe die Glasscheibe entlang dem Umfang jedem Falle nach einer Zeitspanne von 25 msec er- der Kunststoffscheibe mit einer Sollbruchlinie, beifolgt. Nach dieser Auslösung wirken keine gefähr- spielsweise einer in der Glasoberfläche angebrachten liehen Verzögerungskräfte mehr auf den Kopf ein, Kerbe, versehen sein, wodurch der Abschervorgang denn es ist anzunehmen, daß in dem Augenblick, in an dieser Stelle erleichtert wird,
dem die Silikatglasscheibe vollständig gelöst ist, der 35 Aufbau und Vorteil der neuen Sicherheitsglas-Teil der Windschutzscheibe in der Umgebung des scheibe werden an Hand der Zeichnung näher er-Stoßpunktes auf die Eigengeschwindigkeit des Kopfes läutert, und zwar zeigt
zu diesem Zeitpunkt beschleunigt ist. F i g. 1 den grundsätzlichen Aufbau undThese characteristics in an impact accident are such as impact strength and the tensile strength of the plastic: Provided that the impact materials are required according to the invention, so that the head speed is sufficient to trigger the breakage of the high requirements of the silicate glass pane during the impact process, i.e. at least about mouting speeds. and tensile stress is 10 to 15 km / h, the silicate glass pane can be withstood by the plastic pane within a period of less than 1 msec after it breaks or the head forms too much plastic against the windshield . If these limits are adhered to, the result of the local deflection at the point of impact will be broken even at the highest point of practical occurrence of the head. Since the plastic - the impact speed no piercing the pane is not clamped in the frame and the io pane is more. As a result, in addition to triggering, it has the minimum properties specified above. even any direct contact between people will not be pierced by the head. Rather, borrowed body and the glass edges safely avoided, a defor- The specified dimensioning of the Silikatglasmationswelle, which is in the composite disk on the other hand, ensures that plastic disk, adhesive and glass spreads out from the point of impact of the head. If this breaks before the deceleration forces soon take this deformation wave to the edge of the wind - dangerous values on impact,
In an expedient development of the invention, the glass pane in its entirety can be removed from its frame in one with one from the non-prestressed. This solution from its edging, also known as "release" in the existing glass pane, is followed by the glass pane along the circumference of the plastic pane with a predetermined breaking line after a period of 25 msec. After this release, there are no longer any dangerous decelerating forces applied to the glass surface, such as a notch.
which the silicate glass pane is completely dissolved, the 35 structure and advantage of the new safety glass part of the windshield in the vicinity of the pane are clarified on the basis of the drawing closer to the speed of the head
is accelerated at this point. F i g. 1 the basic structure and

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel besteht Fig.2 einen^ Vergleich mehrerer Kraft-Zeit-Kur-According to a first embodiment, Fig. 2 is a ^ comparison of several force-time courses

die Silikatglasscheibe aus gekühltem, d. h. im we- 30 ven bei Stoßversuchen auf verschiedene Sicherheits-the silicate glass pane made of cooled, d. H. 30 in the event of impact attempts on various safety

sentlichen spannungsfreiem Silikatglas in einer Dicke glastypen.essential stress-free silicate glass in a thickness glass types.

von 2 bis 8 mm und vorzugsweise 2,5 bis 6 mm. Wie aus F i g. ersichtlich, wird die dem Stoß ab-Bei dieser Ausführung erfolgt die Auslösung da- gewandte Seite der neuen Scheibe, also im Falle einer durch, daß die Kunststoffscheibe die Silikatglas- Windschutzscheibe die Außenseite, durch die SiIischeibe, die bereits 1 msec nach Beginn des Stoßes 35 katglasscheibe 1 gebildet, die entlang ihrem Umfang zerbricht, gewissermaßen an ihrer Einfassung ab- im Rahmen 2 gehalten ist. Auf der dem Stoß zugeschert, wenn die von dem Auftreffpunkt ausgehende wandten Seite sitzt die Kunststoffscheibe 3. Sie endet, Deformationswelle den Rand der Kunststoffscheibe vorzugsweise auf ihrem gesamten Umfang, unmittelerreicht. Die Untersuchungen haben gezeigt, daß die bar vor der Einfassungsnut für die Silikatglasfür dieses Abscheren der Silikatglasscheibe notwendi- 40 scheibe 1, so daß sie im Gegensatz zu dieser nicht gen Kräfte wider Erwarten keine wesentliche zusatz- eingespannt ist.from 2 to 8 mm and preferably from 2.5 to 6 mm. As shown in FIG. can be seen, the ab-Bei In this version, the opposite side of the new pane is triggered, i.e. in the case of a by the fact that the plastic pane, the silicate glass windshield the outside, through the SiIscheibe, already formed 1 msec after the start of the impact 35 katglasscheibe 1 along its circumference breaks, to a certain extent at its border from- is held in the frame 2. On which slipped into the thrust, when the facing side starting from the point of impact sits the plastic disc 3. It ends, Deformation wave reaches the edge of the plastic disc, preferably over its entire circumference. The tests have shown that the bar in front of the edging groove for the silicate glass for this shearing off of the silicate glass pane is necessary, so that, in contrast to this, it does not Contrary to expectations, no significant additional forces are involved.

liehe Belastung für den Kopf und die Halswirbel- Mit der Silikatglasscheibe 1 ist die Kunststoffsäule darstellen und daher ungefährlich sind, wenn scheibe 3 mit Hilfe einer geeigneten Klebeschicht 5 die Abscherung in genügend kurzer Zeit erfolgt, verbunden. Dabei ist die Klebeschicht zweckmäßig d. h., wenn die Verformungswelle schnell genug den 45 so beschaffen, daß sie innerhalb des geforderten Rand der Scheibe erreicht. Die Ausbreitungsge- Temperaturbereiches die mechanischen Spannungen schwindigkeit der Verformungswelle aber ist unter abfängt, die durch die unterschiedliche Wärmeausanderem eine Funktion des Elastizitätsmoduls bzw. dehnung von Glas und Kunststoff entstehen,
des Schubmoduls sowie der Dicke der Schichten und Auf Grund der erfindungsgemäß angegebenen der Reflexionsverhältnisse an den Grenzflächen der 50 Mindestwerte für die mechanischen Eigenschaften verschiedenen Schichten. des für die Kunststoffscheibe 3 verwendeten Werk-Borrowed stress for the head and the cervical vertebrae With the silicate glass pane 1, the plastic column is represented and are therefore harmless if the pane 3 is sheared off in a sufficiently short time with the help of a suitable adhesive layer 5. The adhesive layer is useful, that is, if the deformation wave is fast enough to create the 45 so that it reaches within the required edge of the disc. The propagation temperature range but the mechanical stresses speed of the deformation wave is under intercepts, which arise through the different heat emitters a function of the modulus of elasticity or expansion of glass and plastic,
the shear modulus as well as the thickness of the layers and due to the reflection ratios specified according to the invention at the interfaces of the 50 minimum values for the mechanical properties of different layers. of the material used for the plastic disc 3

Nach einem anderen Ausführungsbeispiel besteht stoffes kann dieser unter den bekannten Kunst-According to another embodiment, there is material this can under the known plastic

die Silikatglasscheibe aus vorgespanntem Glas in stoffen ausgewählt werden. Beispielsweise werdenthe silicate glass sheet can be selected from toughened glass in fabrics. For example be

einer Dicke von 2,5 bis 6 mm. Bei dieser Ausfüh- diese Bedingungen erfüllt von einer 0,25 mm dickena thickness of 2.5 to 6 mm. In this version, these conditions are met by a 0.25 mm thick

rungsform wird die Auslösung der Silikatglasscheibe 55 Folie aus Polyterephthalsäureäthylenglykolester,The release of the silicate glass pane 55 foil made of polyterephthalic acid ethylene glycol ester,

am Rand durch den Bruch der vorgespannten Scheibe einer 1 mm dicken Folie aus hochmolekularem, ther-at the edge due to the breakage of the pre-tensioned pane of a 1 mm thick film made of high-molecular, thermal

begünstigt, und zwar durch die infolge der Vorspan- moplastischem Polycarbonat aromatischer Dihy-favored by the aromatic dihy-

nung eingefrorene Energie, die beim Bruch frei wird droxyverbindungen, insbesondere Bisphenylolalka-frozen energy that is released upon breakage.

und die Glasscheibe bis zum Rand hin in kleine nen, einer 0,25 mm dicken Folie aus amorphemand the glass pane up to the edge in small NEN, a 0.25 mm thick amorphous film

Krümel zerfallen läßt, wobei die Bruchausbreitungs- 60 Polyamid einer aromatischen bifunktionellen Säure,Crumbs can disintegrate, with the fracture spreading 60 polyamide an aromatic bifunctional acid,

geschwindigkeit 1500 m/sec beträgt. Auch in diesem insbesondere Terephthalsäure, und einem aliphati-speed is 1500 m / sec. Also in this in particular terephthalic acid, and an aliphatic

Falle ist die- Ausbreitungsgeschwindigkeit der Ver- sehen alkylsubstituierten bifunktionellen Amin, ins-The case is the rate of propagation of the provision of alkyl-substituted bifunctional amines, in particular

formungswelle für die vollständige Loslösung und besondere Hexamethylendiamin, oder einer 0,5 mmforming shaft for complete detachment and special hexamethylenediamine, or a 0.5mm

die fortschretende Beschleunigung der gesamten dicken Folie aus einem weichmacherfreien Polyvi-the progressive acceleration of the entire thick film made of a plasticizer-free polyvinyl

Scheibe auf die Eigengeschwindigkeit des Kopfes ver- 65 nylchlorid.Disk to the velocity of the head ver 65 nylchlorid.

antwortlich und daher ebenfalls von entscheidender Die erfindungsgemäße Scheibe wird, wie obenresponsive and therefore also crucial. The disk according to the invention is as above

Bedeutung. dargelegt wurde, in vollem Umfang den ForderungenImportance. was set out to fully meet the demands

Die angegebenen Mindestwerte für die Kerb- gere-ht, die sich auf Grund der eigenen Untersuchun-The specified minimum values for the notch range, which are based on our own investigation

gen und Erkenntnisse über die Toleranzgrenze für Halswirbelverletzungen ergeben haben. Da jedoch solche Stoßversuche mit natürlichen Präparaten, wie sie für die genannten medizinischen Untersuchungen verwendet wurden, nicht in beliebiger Anzahl wiederholt werden können, wurde eine Versuchsanordnung entwickelt, die sich für die Durchführung reproduzierbarer Versuche eignet. Die mit dieser Versuchsanordnung ermittelten Ergebnisse stehen in direkter Beziehung zu den mit natürlichen Präparaten erhaltenen Ergebnissen, so daß sie mit hinreichender Genauigkeit Rückschlüsse auf die Eigenschaften von Sicherheitsglasscheiben bei wirklichen Stoßunfällen zulassen.genes and knowledge about the tolerance limit for cervical vertebrae injuries. However, since such shock tests with natural preparations, such as those used for the medical examinations mentioned were used, cannot be repeated any number of times, an experimental set-up was established which is suitable for carrying out reproducible experiments. The one with this experimental set-up The results obtained are directly related to those obtained with natural preparations obtained results so that they can draw conclusions about the properties with sufficient accuracy allow safety glass panes in real impact accidents.

Die gewählte Versuchsanordnung besteht aus einem Phantom-Körper von insgesamt 20 kg. Dieser setzt sich aus dem eigentlicher, Stoßkörper nämlich einem Holzkopf von 19 cm Durchmesser und einem hinter diesem angeordneten Gewicht von 14 kg zusammen. Dieses Gewicht von 14 kg stellt die an dem Stoß teilnehmende Körpermasse dar und wurde in dieser Größe gewählt, weil man annehmen kann, daß etwa 20 bis 25% der Körpermasse ihre kinetische Energie auf den Kopf übertragen und an dem Stoß des Kopfes teilnehmen. Zwischen dem Holzkopf und dem Gewicht, also an der Stelle, die dem Ort der Halswirbel entspricht, ist eine Meßzelle zum Messen der auftretenden Kräfte angeordnet. Sie wiegt ihrerseits 1 kg, :.o daß sich ein Gesamtgewicht des Stoßkörpers von 20 kg ergibt.The chosen experimental set-up consists of a phantom body weighing a total of 20 kg. This is made up of the actual impact body, namely a wooden head 19 cm in diameter and a weight of 14 kg behind it. This weight of 14 kg represents the body mass participating in the impact and was shown in this size is chosen because it can be assumed that about 20 to 25% of the body mass is its kinetic Transferring energy to the head and participating in the thrust of the head. Between the wooden head and the weight, i.e. at the point that corresponds to the location of the cervical vertebrae, is a measuring cell for measuring arranged for the forces occurring. It weighs in turn 1 kg,: .o that the total weight of the impactor of 20 kg results.

Dieser Phantom-Körper wird aus verschiedenen Höhen, die den gewünschten Auftreffgeschwindigkeiten entsprechen, auf eine Versuchsscheibe mit den Abmessungen 50· 110 cm fallen gelassen. Die Versuchsscheiben sind unter verschiedenen Bedingungen am Rand eingespannt, und zwar in einem Falle durch Auflegen eines 56 kg schweren Rahmens, wa? einer Einspannkraft von
anderen Fall durchThis phantom body is dropped onto a test disc measuring 50 × 110 cm from different heights, which correspond to the desired impact velocities. The test panes are clamped at the edge under different conditions, in one case by placing a 56 kg frame on top, huh? a clamping force of
another case through

wurde und damit für einen Vergleich ausschied. Die Einspannbedingungen wurden bei allen Versuchen konstant gehalten, und zwar betrugen die Einspannkräfte 120 p/cm².was and therefore ruled out for a comparison. The clamping conditions were kept constant in all tests, and the clamping forces were 120 p / cm ² .

Die wiedergegebenen Kurven geben das Stoßver-The curves shown give the shock resistance

halten von folgenden Windschutzscheibentypen wieder: hold the following windshield types again:

Kurve ICurve I.

einer normalen Verbundsicherheitsglasscheibe aus zwei Einzelglasscheiben von je 3,1 mm Dicke und einer 0,38 mm dicken Polyvinylbutyralzwischenschicht, a normal laminated safety glass pane made of two individual panes of 3.1 mm each Thickness and a 0.38 mm thick polyvinyl butyral interlayer,

Kurve II und VCurve II and V

einer solchen Verbundglasscheibe mit einer Polyvinylbutyralzwischenschicht von 0,76 mm Dicke (Kurve II für starre Phantom, Kurve V für natürliches Präparat),such a laminated glass pane with a polyvinyl butyral interlayer of 0.76 mm Thickness (curve II for rigid phantom, curve V for natural specimen),

Kurve IIICurve III

einer erfindungsgemäß aufgebauten Scheibe mit einer 4,2 mm dicken normal gekühlten Silikatglasscheibe und einer 0,25 mm dicken Polyesterfolie, a pane constructed according to the invention with a 4.2 mm thick normally cooled silicate glass pane and a 0.25 mm thick polyester film,

Kurve IV und VICurve IV and VI

einer ebenfalls gemäß der Erfindung aufgebauten Scheibe mit einer 4,2 mm dicken, jedoch thermisch vorgespannten Silikatglasscheibe und einer 0,25 mm dicken Polyesterfolie (Kurve IV für starres Phantom, Kurve VI für natürliches Präparat).a disc also constructed according to the invention with a 4.2 mm thick, however thermally toughened silicate glass pane and a 0.25 mm thick polyester film (curve IV for rigid phantom, curve VI for natural preparation).

Alle Kurven zeigen grundsätzlich den gleichen charakteristischen Verlauf, der sich durch zwei Stoßphasen auszeichnet, nämlich durch eine hohe Kraftspitze bei etwa 1 msec nach Stoßbeginn und einen sich daran anschließenden zweiten Kraftanteil, der sich im Vergleich zu der ersten Kraftspitze über einen wesentlich längeren Zeitraum erstreckt. Für die erste Stoßphase, deren Kraftspitze die Kraft darstellt, die für den Bruch des Silikatglases erforderlich ist, ist im wesentlichen die Dicke der Windschutzscheibe maßgebend. Damit diese Kraftspitze keine gefährlichen Werte erreicht, darf die Dicke der einzelnen Schichten die angegebenen Höchstwerte nicht überschreiten. All curves basically show the same characteristic course, which is made up of two shock phases characterized, namely by a high force peak at around 1 msec after the start of the shock and one subsequent second force component, which compared to the first force peak over a extends for a much longer period of time. For the first shock phase, the peak of which represents the force that What is required for the breakage of the silicate glass is essentially the thickness of the windshield authoritative. So that this force peak does not reach dangerous values, the thickness of the individual Layers do not exceed the specified maximum values.

Der besseren Übersicht wegen ist nur bei der Kurve I der Verlauf der Kraftspitze eingezeichnet und im übrigen jeweils nur der Maximalwert dieser ersten Kraftspitze mit I' bis VI' angegeben. Nachdem das Silikatglas gebrochen ist, fällt die Kraft sehr schnell 50 wieder ab. Obwohl diese erste Kraftspitze verhältnismäßig hoch ist, ist sie, solange sie unterhalb von etwa 1500 kp liegt, für innere Verletzungen ungefährlich, weil die Einwirkungsdauer extrem kurz ist. Gefährlich ist dagegen der zweite Kraftanteil, und 55 die Erfindung betrifft gerade die Verkürzung dieses Kraftanteiles bzw. die daraus resultierende Verkürzung des gesamten Stoßvorganges. Dieser weitere Verlauf der Kraftkurve wird jetzt neben der Masse wurden bei Phan- unter anderem durch die Kunststoffscheibe und dieFor the sake of a better overview, the course of the force peak is only shown for curve I. otherwise only the maximum value of this first force peak is indicated with I 'to VI'. After that If silicate glass is broken, the force falls off again very quickly. Although this first peak of force is proportionate is high, as long as it is below about 1500 kp, it is not dangerous for internal injuries, because the exposure time is extremely short. On the other hand, the second force component, and, is dangerous The invention relates precisely to the shortening of this force component or the shortening resulting therefrom of the entire pushing process. This further course of the force curve is now next to the mass were among other things by the plastic disc and the

^₁ . und VI bei einem 5° Zwischenschicht sowie deren Verhalten bezüglich^ ₁ . and VI with a 5 ° intermediate layer and their behavior with respect to

natürlichen Präparat, d.h. *>i<«*«"™«t „„λ Äi,ciin.;h_m. «w rvinrmutmnrajdlpnatural preparation, ie *> i <«*« "™" t "" λ Äi, ciin.; h _m . "w rvinrmutmnrajdlp

die Karosserie vorliegt, erreicht wird.the body is present, is achieved.

Bei einem solchen starren Stoßkörper findet man uuidie Auftreffgeschwindigkeiten und gleiche an dem Stoß teilnehmende Masse vorausgesetzt, eine höhere Stoßkraft und eine kürzere Gesamtstoßzeit, d. h. Einv-irkungsdauer der Stoßkraft, als bei einem natürlichen Präparat. Das hat seine Ursache in dem unter-With such a rigid impact body one can find the impact velocities and the like on that Assuming impact participating mass, a higher impact force and a shorter total impact time, i.e. H. Duration of action the impact force than with a natural preparation. This is due to the under-

_Stoß beteiligt *ois be.engi _Shock involved * ois be.engi

SeimasseSeimasse

Scheibedisc

im Falle des starren Πin the case of the rigid Π

Anfang an die gesamte Masse an ist, während bei ^PJ^^ pers infolge ihrer
mehr oder_ wenigerBeginning at the entire mass is at, while at ^ PJ ^^ pers as a result of their
more or less

Trotz dieser ^U
ISBt sich der wesentli^
mit dem beschriebenen ™»!^Despite this ^U
Is the essential
with the described ™ »! ^

Fi g. 2 zeigt h *^Fi g. 2 shows h * ^

ven 1.bis;VLDm> Kurve
tom-Testsven 1.bis; VLDm> curve
tom tests

einer ^JJone ^ JJ

wurden mitwere with

22,5 km/h ^ ^22.5 km / h ^ ^

suches I, bei dem ^a£„ "· _di ^_{it mußte} „suches I, where ^a £ "" · _di ^ _{it had to} "

19,7 km/h betrug. Die ^Woyk-it mumeWas 19.7 km / h. The ^ Woyk-it mume

ScSe W iaS GÄStA-ScSe W iaS GÄSTA-

m,tm, t

des Ver-Zwischenschicht sowie deren Verhalten bezüglich Plastizität und Ausbreitung der Deformationswelleof the intermediate layer and their behavior with regard to Plasticity and propagation of the deformation wave

^Trüel kann an sich außer Betracht bleiben, da eine Windschutzscheibe mit diesem Aufbau schon ^. ^ _{Geschwmdigkeit des Phailtom}._{KSrpers von} etwa 20 bis 25 kraTi durchschlagen wird und eine^ Trüel in itself can be disregarded, since a windshield with this structure already ^. ^ _{Velocity of Phailtom} . _{Body of} about 20 to 25 kraTi is penetrated and one

Geschwindigkeiten zu der gefährlichen ,Halskrause« führen kL. DochSpeeds lead to the dangerous "ruff" kL. But

auch bei diesen niedrigen Geschwindigkeiten schon beträgt die Gesamtstoßzeit 38 msec. Sie steigt bei der Kurve II bis auf 60 msec an, wobei gleichzeitig die effektive Kraft, d. h. die über den Zeitraum des zweiten Kraftanteiles wirkende mittlere Kraft, von 120 auf 190 kp ansteigt.even at these low speeds, the total impact time is 38 msec. She rises at the Curve II up to 60 msec, whereby at the same time the effective force, i.e. H. which over the period of Second force component acting mean force, increases from 120 to 190 kp.

Verglichen mit der Kurve II (Verbundsicherheitsglas, starres Phantom) zeigen die Kurven III und IV (Scheiben nach der Erfindung, Versuche mit starrem Phantom), in welch starkem Maße die Gesamtstoßzeit durch die Erfindung reduziert wird: sie beträgt für beide Fälle nur noch etwa 16 msec. Die Krafthöhe wird nicht in bemerkenswerter Weise beeinflußt, doch bleibt sie bei den jetzt erreichten kurzen Stoßzeiten unterhalb der Toleranzgrenze für makroskopisch feststellbare Halswirbelverletzungen.Compared with curve II (laminated safety glass, rigid phantom), curves III and IV (panes according to the invention, tests with rigid phantom) show the extent to which the total impact time is reduced by the invention: it is only about 16 for both cases msec. The level of force is not influenced in any remarkable way, but with the short burst times now achieved, it remains below the tolerance limit for macroscopically detectable cervical vertebrae injuries.

Die Kurven V und VI, die bei Stoßversuchen mit natürlichen Halswirbelsäulen erhalten wurden, zeigen einmal, daß sich bei einem wirklichen Aufprall durch das Verhalten der Halswirbelsäule die Stoßzeiten grundsätzlich verlängern. Sie zeigen zum anderen aber mit aller Deutlichkeit, daß diese effektive Stoßzeitverlängerung ihrerseits wiederum vom Aufbau der Scheibe abhängt und daß sie bei einer Scheibe nach der Erfindung wesentlich geringer ist als bei der durch die Kurve V dargestellten Verbundglasscheibe. Der Vergleich der Kurven zeigt also, daß bei wirklichen Stoßunfällen die erfindungsgemäße Scheibe eine noch wesentlichere Verbesserung darstellt, als es der Vergleich der Phantom-Versuche aHein erkennen ließ: Die Gesamtstoßzeit wird in dem dargestellten Fall nämlich von 115 msec bei einer herkömmlichen Verbundglasscbeibe auf weniger als 25 msee reduziertCurves V and VI obtained from impact tests with natural cervical spine show on the one hand, that in the event of a real impact, the behavior of the cervical spine reduces the peak times basically extend. On the other hand, they show very clearly that this is an effective increase in peak times in turn depends on the structure of the disk and that it is in the case of a disk according to the invention is significantly less than in the case of the laminated glass pane represented by curve V. The comparison of the curves shows that in real impact accidents the invention Disc represents an even more substantial improvement than the comparison of the phantom tests aHein let it be known: In the case shown, the total burst time is 115 msec for a conventional laminated glass window reduced to less than 25 msee

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

in safety glass pane according to claim 9,

1. Safety glass pane, in particular windshield for motor vehicles, from a SiIi- S katglassche.be and a plastic pane seated on its abutment side, connected to the silicate glass pane, characterized in that the plastic pane has smaller dimensions than the silicate glass pane, at least on the larger part its circumference is not clamped in the frame and the safety glass pane is attached to the protruding edge of the silicate glass pane, and that the plastic pane is made of a non-brittle, preferably thermoplastic material with notched impact strength in accordance with DIN in the temperature range from -20 to + 40 ° C 53453 of at least 5 kp · cm / cm * and a tensile strength according to DIN 53455 (0.1 ^β / β ao elongation limit) of more than 200 kp / cm ² .

2. Safety glass pane according to claim 1, characterized in that the silicate glass pane of thermally stress-relieved glass with a thickness as of 2 to 8 mm, preferably 2.5 to 6 mm.

3. Safety glass according to claim 1, characterized in that that the silicate glass sheet consists of toughened glass and has a thickness of 2.5 to 6 mm.

4. Safety glass pane according to claim 2 or 3, characterized in that the plastic pane consists of a 0.2 to 1 mm thick film of polyterephthalic acid ethylene glycol ester.

5. Safety glass pane according to claim 2 or 3, characterized in that the plastic pane consists of a 0.5 to 2 mm, preferably 1 to 1.5 mm, thick film of high molecular weight, thermoplastic polycarbonate of aromatic dihydroxy compounds, in particular bis-notch '