[go: up one dir, main page]

WO2013064491A1 - Durchschusshemmende transparente verbundscheibe - Google Patents

Durchschusshemmende transparente verbundscheibe Download PDF

Info

Publication number
WO2013064491A1
WO2013064491A1 PCT/EP2012/071470 EP2012071470W WO2013064491A1 WO 2013064491 A1 WO2013064491 A1 WO 2013064491A1 EP 2012071470 W EP2012071470 W EP 2012071470W WO 2013064491 A1 WO2013064491 A1 WO 2013064491A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
block
composite
layer
composite pane
plastic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2012/071470
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jan Hampel
Roger Schaefer
Thomas Krueger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of WO2013064491A1 publication Critical patent/WO2013064491A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B32B17/10Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin
    • B32B17/10005Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing
    • B32B17/1055Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the resin layer, i.e. interlayer
    • B32B17/10743Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the resin layer, i.e. interlayer containing acrylate (co)polymers or salts thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B32B17/10Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin
    • B32B17/10005Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing
    • B32B17/10009Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the number, the constitution or treatment of glass sheets
    • B32B17/10036Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the number, the constitution or treatment of glass sheets comprising two outer glass sheets
    • B32B17/10045Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the number, the constitution or treatment of glass sheets comprising two outer glass sheets with at least one intermediate layer consisting of a glass sheet
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B32B17/10Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin
    • B32B17/10005Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing
    • B32B17/1055Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the resin layer, i.e. interlayer
    • B32B17/10761Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the resin layer, i.e. interlayer containing vinyl acetal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B32B17/10Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin
    • B32B17/10005Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing
    • B32B17/1055Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the resin layer, i.e. interlayer
    • B32B17/1077Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the resin layer, i.e. interlayer containing polyurethane
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/08Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41HARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00Armour; Armour plates
    • F41H5/02Plate construction
    • F41H5/04Plate construction composed of more than one layer
    • F41H5/0407Transparent bullet-proof laminatesinformative reference: layered products essentially comprising glass in general B32B17/06, e.g. B32B17/10009; manufacture or composition of glass, e.g. joining glass to glass C03; permanent multiple-glazing windows, e.g. with spacing therebetween, E06B3/66
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2333/00Polymers of unsaturated acids or derivatives thereof
    • B32B2333/04Polymers of esters
    • B32B2333/12Polymers of methacrylic acid esters, e.g. PMMA, i.e. polymethylmethacrylate
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2369/00Polycarbonates

Definitions

  • the invention relates to a bullet-resistant transparent composite pane, in particular a transparent composite pane of the protection class according to STANAG 4569, Level 3 and higher.
  • level 3 of this standard defines a particular threat from anti-tank mines.
  • Conventional armored glass panes are usually constructed as a composite pane of a plurality of silicate glass plates arranged in succession in the thickness direction, which are connected to one another via PVB, PVC or PU films.
  • Such conventional composite laminated glass panels protect against projectiles fired from pipe weapons and against fragments generated by explosive charges.
  • polycarbonate sheets are thin compared to the glass sheet composite; usually they are between about 1 mm and 5 mm thick.
  • the momentum of the splinters produced in the glass panel assembly is so great that the rear polycarbonate panel is destroyed and glass fragments with high energy can penetrate into the room to be protected and jeopardize the persons and objects located there.
  • Destruction of the back polycarbonate sheet is generally suppressed in conventional bulletproof glass panels by making the glass panel assembly so thick that no chips will be ejected from the back panel when bombarded with EFP.
  • this glass plate composite is then so thick that the light transmission drops very significantly and thus, for example, a road traffic license for vehicles is often no longer possible.
  • plastic discs made of plastic plates which have the protection class STANAG 4569, Level 3 against projectiles and can stop an EFP within the composite disc without fragments of the plastic plates emerge from the back.
  • These plastic composite disks are about twice as thick as conventional bulletproof glass with protection against projectiles according to STANAG 4569, Level 3, but which have no protection against EFP.
  • the plastic composite disks have a significantly higher light transmission and have at least about 20% lower basis weight.
  • the bullet-resistant transparent composite pane of the invention which complies in particular with the protection class according to STANAG 4569, Level 3 and higher, has a first block, which faces the threat side of the composite pane and has several transparent glass plates in the thickness direction, and a second block, which Thrust side facing away from the composite disc and in the thickness direction has a plurality of transparent plastic plates, on.
  • These first and second blocks are arranged one behind the other in the thickness direction and connected to each other via an elastic compensation layer for equalizing the different thermal expansions of the first and second block with temperature changes.
  • the composite disks of the invention of a block of glass plates and a block of plastic plates have the same protective effect against EFP up to 25% less thickness than pure plastic composite discs and up to 25% less weight than pure bulletproof glass.
  • the composite disc according to the invention Due to the materials used glass and plastic and due to the smaller thickness, the composite disc according to the invention has a lower thermal expansion compared to pure plastic composite discs and thus can be easily integrated as a transparent protection, for example in vehicles.
  • the composite of a glass plate block and a plastic plate block composite disc according to the invention acts against threats advantageously as follows. When a balancing projectile strikes the front glass plates in the direction of threat, a shock wave passes the projectile through the glass block. At the boundary layer between the glass block and the elastic compensation layer in front of the rear plastic block, a smaller proportion of the shock wave is reflected and runs back into the glass block, where it overlaps with the leading shock wave.
  • the portion of the shock wave which is transmitted through the compensation layer into the rear plastic block is absorbed elastically in the plastic block and leads there to a temporary change in the thickness of the entire plastic block.
  • the energy stored in the elastic deformation is then released again in the form of natural vibrations and dissipated via the material damping in the plastic block.
  • the shock wave projecting ahead of the projectile (lifted off) and the portion of the shock wave reflected at the boundary layer to the elastic compensation layer are dissipated by crack formation in the glass plates of the composite disk and by plastic and elastic deformation of the intermediate layers.
  • the projectile is decelerated by the counter-reflected (reflected) shockwave.
  • the larger (transmitting) portion of the shock wave runs in the plastic block and is dissipated there in elastic deformation within the plastic block and by plastic deformation of the individual plastic plates.
  • the thicknesses of the glass and plastic plates and the elastic leveling layer are chosen so that the projectile is braked by the front glass plates and then stopped within the rear plastic plates.
  • the composite pane according to the invention can be adapted in a simple manner by changing the layer thicknesses and the number of layers in the first and in the second block to the expected threat or the desired protection class.
  • the "thickness direction" of the composite disc coincides with the thickness direction of the first and second blocks and their various plates and intermediate layers. This direction of thickness is defined generally perpendicular to the main plane of expansion of the composite disc or glass and plastic plates, if the threat is perpendicular to the composite disc
  • the composite disk according to the invention is naturally also effective against oblique threats, that is to say at angles to the thickness direction, in the manner described above.
  • the "transparency" of the glass plates and plastic plates (as well as the first and second intermediate layers and the leveling layer) and thus also of the entire composite pane should in this context ensure sufficient light transmission through the composite pane, so that it is suitable for closing a window opening, for example Composite disc and its components is required in particular in the visible wavelength range, without being limited thereto.
  • the first block has "several", ie at least two, glass plates, Preferably, the first block contains two, three, four or more up to ten glass plates
  • the "glass plates” are preferably plates made of silicate glass, preferably manufactured in a float glass process.
  • the glass plates of the first block may have mutually equal or different layer thicknesses and / or materials or material compositions.
  • the glass plates preferably each have a thickness of about 2 to about 20 mm, more preferably about 4 to about 10 mm.
  • the second block has "several", ie at least two, plastic plates, Preferably, the second block contains two, three, four or more up to ten plastic plates
  • the "plastic plates” are preferably Sheets of polymethyl methacrylate (PMMA, acrylic glass).
  • the plastic plates of the second block may have mutually identical or different layer thicknesses and / or materials or material compositions.
  • the plastic sheets preferably each have a thickness of from about 4 to about 30 mm, more preferably from about 8 to about 20 mm.
  • the second block in addition to the at least two plastic plates further plates or at least one further plate of another material, preferably a glass containing, which are introduced into the plastic plate composite of the second block.
  • the “compensating layer” is transparent in order to ensure the transparency of the entire composite disk.
  • the material and thickness of the elastic compensating layer are chosen such that a compensation of the different thermal expansions of the first block and the second Blocks within the expected temperature range can be achieved, and thus also depend on the materials and dimensions of the first and second blocks.
  • the elastic compensation layer is formed from a plastic material, preferably from a material based on polyurethane (PU), thermoplastic polyurethane (tPU), polyvinyl chloride (PVC), polyvinyl butyral (PVB), polycarbonate (PC) and / or polyethylene terephthalate (PET).
  • the glass plates of the first block are preferably connected to one another, preferably firmly and inseparably connected to one another.
  • the plastic plates of the second block are preferably connected to one another, preferably fixedly and non-detachably connected to one another.
  • the "connection" of the glass plates of the first block, the plastic plates of the second block and the first block with the second block (via the leveling layer) in this context shall mean a construction which generates a self-stable composite disc (ie stability and cohesion without external aids , Brackets, etc.).
  • the first block and the second block may be prefabricated as separate components and then joined together via the elastic leveling layer.
  • the glass plates of the first block and the plastic plates of the second block at the same time, that are connected together in a common operation to the desired composite disc.
  • a thickness of the first block in the thickness direction is at least about 20 mm.
  • the thickness of the first block in the thickness direction is at least about 25 mm, at least about 35 mm, or at least about 50 mm.
  • a weight proportion of the first block is at least about 15% of the total weight of the composite pane.
  • the weight fraction of the first block is at least about 30%, at least about 40% or at least about 50% of the total weight of the composite disk.
  • a thickness of the second block in the thickness direction is at least about 20 mm.
  • the thickness of the second block is at least about 35 mm, at least about 55 mm, or at least about 85 mm in the thickness direction.
  • a weight proportion of the second block is at least about 15% of the total weight of the composite pane.
  • the weight fraction of the second block is at least about 25%, at least about 35%, or at least about 50% of the total weight of the composite disk.
  • a total thickness of the composite disc in the thickness direction is preferably at least about 40 mm, more preferably at least about 45 mm, still more preferably at least about 50 mm.
  • the total thickness of the composite disk in the thickness direction is preferably at most about 400 mm or more, more preferably at most about 300 mm, more preferably at most about 200 mm.
  • the plurality of glass plates of the first block are each connected to each other via a single or multilayer first intermediate layer.
  • These first intermediate layers are preferably formed from a material based on PU, TPU, PVC, PVB, PC and / or PET.
  • the plurality of plastic plates of the second block are each formed of a material having a modulus of elasticity of at least about 1,500 N / mm 2 , and the plurality of plastic plates of the second block are each a single or multi-layered second Intermediate layer interconnected, said plurality of second intermediate layers are each formed of a material having a lower modulus of elasticity than that of the material of the plastic plates.
  • modulus of elasticity is to be understood as meaning, in particular, the flexural modulus (flexural modulus, flexural modulus) or modulus of elasticity at pressure (compressive modulus, modulus) which can be measured, for example, according to ASTM D790 or ASTM D1621 ,
  • the layer thicknesses of the plastic plates and the second intermediate layers of the second block are preferably selected so that the total layer construction of the second block of plastic plates and second intermediate layers will be at least about 20% and at most about 60% lower modulus of elasticity compared to a second block exclusively from the material of the plastic plates of the same total thickness.
  • the plurality of plastic plates of the second block are preferably connected to each other via a single or multi-layered second intermediate layer, these second intermediate layers being formed from a material based on PU, tPU, PVC, PVB, PC and / or PET are.
  • At least one polycarbonate plate is arranged on the side facing away from the threat of the second block.
  • a polycarbonate plate serves an additional splinter protection on the inside of the composite pane.
  • This at least one polycarbonate plate is preferably connected to the second block via a single-layer or multi-layer bonding layer, this bonding layer being formed from a material based on PU, TPU, PVC, PVB, PC and / or PET.
  • means or means for receiving tensile stresses are provided in at least one plastic plate and / or at least a second intermediate layer of the second block.
  • a disk heater is provided in at least one plastic plate and / or at least a second intermediate layer of the second block and / or in at least one glass plate and / or at least a first intermediate layer of the first block.
  • the composite pane is provided with a protective device against laser beams.
  • a laser protective film may be applied to the threat facing side and / or the threat facing away side of the composite disc.
  • the composite pane may additionally be provided with a metal structure for electromagnetic shielding.
  • this metal structure may be on the threat facing Side and / or facing away from the threat side of the composite disc and / or integrated into the composite disc.
  • the composite pane of the invention may be wholly or partially planar, one-dimensionally curved or two-dimensionally curved.
  • the bullet-resistant transparent composite pane according to the invention described above can be advantageously used in a protective arrangement which has an opening in a bullet-resistant wall of a protective housing or of an object to be protected; a bullet-resistant transparent composite disk arranged in the opening; and a holding device for fixing the composite disc in the opening.
  • the composite pane according to the invention may advantageously be used for vehicles (land vehicles, watercraft, aircraft), mobile facilities and / or fixed facilities (buildings, building parts, manufacturing centers, machine tools, etc.).
  • the bullet-resistant transparent composite pane according to the invention described above is preferably performed by a method comprising the steps of disposing the glass plates and the first intermediate layers, the leveling layer, the plastic plates and the second intermediate layers and optionally the polycarbonate plate; enclosing the assembly with a flexible and fluid-tight enclosure; generating a negative pressure in the enclosure; and pressurizing and pressurizing the enclosure-enclosed assembly with pressure and temperature in an autoclave.
  • FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a composite pane according to the present invention.
  • the composite disk essentially consists of a first block 10 and a second block 12, which are arranged one behind the other in the thickness direction.
  • the first block 10 is arranged on the side facing the threat 30 and the second block 12 is arranged on the side facing away from the threat 30.
  • the first block 10 has a plurality of transparent glass plates 14, for example of silicate glass.
  • the glass plates 14 are made, for example, by the float glass method. These glass plates 14 are arranged one behind the other in the thickness direction and connected to one another via first intermediate layers 16. These single-layer or multi-layered first intermediate layers 16 are formed from a material based on PU, TPU, PVC, PVB, PC and / or PET.
  • the second block 12 has a plurality of transparent plastic plates 18, for example made of acrylic glass (polymethylmethacrylate, PMMA). These plastic plates 18 are arranged one behind the other in the thickness direction and connected to each other via second intermediate layers 20. These single-layer or multi-layered second intermediate layers 20 are likewise formed from a material based on PU, TPU, PVC, PVB, PC and / or PET. In a preferred embodiment, the second block 12 is substantially constructed from plastic sheets 18, as set forth in WO 2009/149951 A2.
  • the plurality of plastic plates 18 of the second block 12 are each formed of a material having a modulus of elasticity (ASTM D790, ASTM D1621) of at least about 1,500 N / mm 2
  • the plurality of second intermediate layers 20 of the second block 12 are each made a material having a lower modulus of elasticity than that of the plastic plates 18, wherein the layer thicknesses of the plastic plates 18 and the second intermediate layers 20 of the second block 12 are selected such that the total layer structure of the second block 12 is at least about 20% and at most about 60 % lower Elastic modulus compared to a second block exclusively from the material of the plastic plates of the same total thickness.
  • the first block 10 of glass plates 14 and the second block 12 of plastic plates 18 are connected to each other via an elastic compensation layer 22.
  • This monolayer or multilayer leveling layer 22 is adapted to compensate for the differential thermal expansions of the first and second blocks 10, 12 within an expected temperature range.
  • This compensation layer 22 is formed, for example, from a plastic material based on PU, tPU, PVC, PVB, PC and / or PET.
  • Leveling layer 22 is usually larger than that of intermediate layers 16,
  • a polycarbonate plate 24 is arranged, which serves an additional splinter protection.
  • This polycarbonate plate 24 is connected to the second block 12 via a connecting layer 26, which is formed, for example, from a plastic material based on PU, tPU, PVC, PVB, PC and / or PET.
  • Leveling layer 22 tPU 5 mm second block 12
  • the thickness of the first block 10 in the thickness direction is about 28 mm
  • the thickness of the second block 12 in the thickness direction is about 57 mm
  • the total thickness of the composite disc is about 99 mm.
  • the weight ratio of the first block 10 is about 50% of the total weight of the composite disk and the weight ratio of the second block 12 is about 50% of the total weight of the composite disk.
  • an optional disc heater 32 is additionally provided on the side of the second block 12 facing away from the threat 30. This can, for example, in the rearmost plastic plate 18 of the second block 12 or be integrated into the connection layer 26. Alternatively or additionally, a disk heater 34 is also arranged in the front region of the first block 10. This can be integrated, for example, in the foremost glass plate 14 or in a front first intermediate layer 16 of the first block 10.
  • one or more wires 36 may be incorporated for receiving tensile stresses in one or more second intermediate layers 20 of the second block 12.
  • a metal structure 38 for electromagnetic shielding On the side facing away from the threat 30 of the composite disc may optionally further provided a metal structure 38 for electromagnetic shielding.
  • a protective device against laser beams for example in the form of a laser protective film, may additionally be provided on the side facing the threat 30 or the side facing away from the threat 30 of the composite pane.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)

Abstract

Eine durchschusshemmende transparente Verbundscheibe weist einen ersten Block (10), welcher der Bedrohungsseite der Verbundscheibe zugewandt ist und in Dickenrichtung mehrere miteinander verbundene, transparente Glasplatten (14) aufweist; und einen zweiten Block (12), welcher der Bedrohungsseite der Verbundscheibe abgewandt ist und in Dickenrichtung mehrere miteinander verbundene, transparente Kunststoffplatten (18) aufweist, auf. Der erste Block (10) und der zweite Block (12) sind in Dickenrichtung hintereinander angeordnet und miteinander über eine elastische Ausgleichsschicht (22) zum Ausgleichen der unterschiedlichen Wärmeausdehnungen des ersten und des zweiten Blockes (10, 12) bei Temperaturänderungen verbunden. Eine derart zusammengesetzte Verbundscheibe hat bei gleicher Schutzwirkung eine deutlich geringere Dicke als eine reine Kunststoffverbundscheibe und ein deutlich geringeres Flächengewicht als eine reine Panzerglasscheibe.

Description

BESCHREIBUNG
Durchschusshemmende transparente Verbundscheibe
Die Erfindung betrifft eine durchschusshemmende transparente Verbundscheibe, insbesondere eine transparente Verbundscheibe der Schutzklasse nach STANAG 4569, Level 3 und höher.
Die Schutzklassen für leicht gepanzerte Fahrzeuge sind zum Beispiel in dem NATO-Standardisation-Agreement STANAG 4569 beschrieben. Level 3 dieses Standards definiert zum Beispiel eine bestimmte Bedrohung durch Panzerminen.
Herkömmliche Panzerglasscheiben sind üblicherweise als Verbundscheibe aus mehreren in Dickenrichtung hintereinander angeordneten Silikatglasplatten aufgebaut, welche über PVB-, PVC- oder PU-Folien miteinander verbunden sind. Solche herkömmlichen Panzerglasscheiben in Verbundbauweise schützen gegen Projektile, welche aus Rohrwaffen verschossen werden, und gegen Fragmente, welche von Sprengladungen erzeugt werden.
Beim Beschuss mit sprenggeformten Wuchtgeschossen wie beispielsweise EFP (explosively formed projectile, explosively formed penetrator), FSP (fragment simulating projectile) oder RPG (rocket-propelled grenade) wird durch die hohe Energie des Geschosses und den hohen Auftreffimpuls eine Stoßwelle in der Verbundscheibe erzeugt, die mit Schallgeschwindigkeit durch die Glasplatten hindurch läuft und die Verbundscheibe stromabgerichtet in einem kegelförmigen Bereich zerstört. Der Impuls des Geschosses wird dabei auf die Glasfragmente übertragen, die mit hoher Geschwindigkeit aus der Scheibenrückseite austreten und die dahinter befindlichen Personen und Objekte gefährden und schädigen können. Aus diesem Grund sind herkömmliche Panzerglasscheiben üblicherweise mit einer rückwärtigen Platte aus Kunststoff (z.B. Polycarbonat) ausgestattet, die den Splitterabgang an der Scheibenrückseite unterdrücken soll. Diese Polycarbonat- platten sind dünn im Vergleich zu dem Glasplattenverbund; in der Regel sind sie zwischen etwa 1 mm und 5 mm dick. Beim Beschuss mit EFP ist der Impuls der im Glasplattenverbund erzeugten Splitter jedoch so groß, das die rückwärtige Poly- carbonatplatte zerstört wird und Glasfragmente mit hoher Energie in den zu schützenden Raum eindringen und die dort befindlichen Personen und Objekte gefährden können.
Die Zerstörung der rückwärtigen Polycarbonatplatte wird bei herkömmlichen Panzerglasscheiben im Allgemeinen dadurch unterdrückt, dass der Glasplattenverbund so dick ausgeführt wird, dass beim Beschuss mit EFP keine Splitter aus der Rückseite austreten. Dieser Glasplattenverbund ist dann jedoch so dick, dass die Lichttransmission sehr deutlich sinkt und damit zum Beispiel eine Straßenverkehrszulassung für Fahrzeuge oft nicht mehr möglich ist.
Außerdem ist das Gewicht einer solchen herkömmlichen Panzerglasscheibe mit Schutz gegen EFP dann deutlich höher (mehr als 50% schwerer) als es der Schutz gegen Projektile z.B. nach STANAG 4569, Level 3 erfordert. In dieser Schutzklasse nach STANAG 4569, Level 3 ist daher ein Schutz gegen EFP mit herkömmlichen Panzerglasscheiben nicht realisierbar.
Andererseits sind auch Verbundscheiben aus Kunststoffplatten bekannt, welche die Schutzklasse STANAG 4569, Level 3 gegen Projektile aufweisen und ein EFP innerhalb der Verbundscheibe stoppen können, ohne dass Fragmente der Kunststoffplatten aus der Rückseite austreten. Diese Kunststoffverbundscheiben sind etwa doppelt so dick wie konventionelle Panzerglasscheiben mit Schutz gegen Projektile gemäß STANAG 4569, Level 3, die jedoch keinen Schutz gegen EFP haben. Die Kunststoffverbundscheiben weisen aber eine deutlich höhere Lichttransmission auf und haben ein mindestens etwa 20% geringeres Flächengewicht.
Aufgrund des im Vergleich zu Glas hohen thermischen Wärmeausdehnungskoeffizienten erschwert die große Dicke der Kunststoffverbundscheibe allerdings den Einbau zum Beispiel in Fahrzeuge. Auch sind die Herstellungskosten für eine solche Kunststoffverbundscheibe höher und ist deren Integration in geschützte Fahrzeuge komplexer als bei einer vergleichbaren Panzerglasscheibe aus Glasplatten.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte durchschusshemmende transparente Verbundscheibe zu schaffen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine durchschusshemmende transparente Verbundscheibe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Besonders bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die durchschusshemmende transparente Verbundscheibe der Erfindung, die ins- besondere der Schutzklasse nach STANAG 4569, Level 3 und höher genügt, weist einen ersten Block, welcher der Bedrohungsseite der Verbundscheibe zugewandt ist und in Dickenrichtung mehrere transparente Glasplatten aufweist, und einen zweiten Block, welcher der Bedrohungsseite der Verbundscheibe abgewandt ist und in Dickenrichtung mehrere transparente Kunststoffplatten aufweist, auf. Dieser erste und zweite Block sind in Dickenrichtung hintereinander angeordnet und miteinander über eine elastische Ausgleichsschicht zum Ausgleichen der unterschiedlichen Wärmeausdehnungen des ersten und des zweiten Blockes bei Temperaturänderungen verbunden. Die erfindungsgemäßen Verbundscheiben aus einem Block aus Glasplatten und einem Block aus Kunststoffplatten haben bei gleicher Schutzwirkung gegen EFP eine bis zu 25% geringere Dicke als reine Kunststoffverbundscheiben und ein bis zu 25% geringeres Flächengewicht als reine Panzerglasscheiben. Aufgrund der verwendeten Materialien Glas und Kunststoff und aufgrund der geringeren Dicke weist die erfindungsgemäße Verbundscheibe eine geringere thermische Ausdehnung im Vergleich zu reinen Kunststoff-Verbundscheiben auf und kann somit als transparenter Schutz leichter zum Beispiel in Fahrzeuge integriert werden. Die aus einem Glasplattenblock und einem Kunststoffplattenblock zusammengesetzte Verbundscheibe gemäß der Erfindung wirkt gegen Bedrohungen in vorteilhafter Weise wie folgt. Beim Auftreffen eines Wuchtgeschosses auf die in Bedrohungsrichtung vorderen Glasplatten läuft eine Stoßwelle dem Geschoss voraus durch den Glasblock. An der Grenzschicht zwischen dem Glasblock und der elastischen Ausgleichsschicht vor dem rückwärtigen Kunststoffblock wird ein geringerer Anteil der Stoßwelle reflektiert und läuft zurück in den Glasblock, wo er sich mit der vorlaufenden Stoßwelle überlagert. Der durch die Ausgleichsschicht in den rückwärtigen Kunststoffblock transmittierende Anteil der Stoßwelle wird elastisch im Kunststoffblock aufgenommen und führt dort zu einer vorübergehenden Dickenänderung des gesamten Kunststoffblocks. Die in der elastischen Verformung gespeicherte Energie wird dann in Form von Eigenschwingungen wieder abgegeben und über die Materialdämpfung im Kunststoffblock dissipiert.
Die dem Geschoss vorweglaufende (abgehobene) Stoßwelle und der an der Grenzschicht zur elastischen Ausgleichsschicht reflektierte (rücklaufende) Anteil der Stoßwelle werden durch Rissbildung in den Glasplatten der Verbundscheibe sowie durch plastische und elastische Verformung der Zwischenschichten dissipiert. Das Geschoss wird durch die ihm entgegenlaufende (reflektierte) Stoßwelle abgebremst. Der größere (transmittierende) Anteil der Stoßwelle läuft in den Kunststoffblock und wird dort in elastische Verformung innerhalb des Kunststoffblocks und durch plastische Verformung der einzelnen Kunststoffplatten dissipiert. Die Dicken der Glas- und Kunststoffplatten sowie der elastischen Ausgleichsschicht werden so gewählt, dass das Geschoss durch die vorderen Glasplatten abgebremst und dann innerhalb der rückwärtigen Kunststoffplatten aufgehalten wird.
Die erfindungsgemäße Verbundscheibe kann auf einfache Weise durch Ver- änderung der Schichtdicken und der Schichtanzahlen im ersten und im zweiten Block an die erwartete Bedrohung bzw. die gewünschte Schutzklasse angepasst werden. Die „Dickenrichtung" der Verbundscheibe fällt mit der Dickenrichtung des ersten und des zweiten Blocks und deren verschiedenen Platten und Zwischenschichten zusammen. Diese Dickenrichtung ist im Allgemeinen senkrecht zur Hauptausdehnungsebene der Verbundscheibe bzw. der Glas- und Kunststoffplatten definiert. Ist die Bedrohung senkrecht zur Verbundscheibe gerichtet, so fällt die Dickenrichtung zudem mit der Bedrohungsrichtung zusammen. Die erfindungsgemäße Verbundscheibe ist natürlich auch gegen schräg, d.h. im Winkel zur Dickenrichtung auftreffende Bedrohungen in der oben beschriebenen Weise wirksam.
Die „Transparenz" der Glasplatten und Kunststoffplatten (sowie der ersten und zweiten Zwischenschichten und der Ausgleichsschicht) und damit auch der gesamten Verbundscheibe soll in diesem Zusammenhang eine ausreichende Lichttransmission durch die Verbundscheibe gewährleisten, sodass diese zum Beispiel Verschließen einer Fensteröffnung geeignet ist. Die Transparenz der Verbundscheibe und ihrer Komponenten ist insbesondere im sichtbaren Wellenlängenbereich gefordert, ohne darauf beschränkt zu sein.
Der erste Block weist„mehrere", d.h. wenigstens zwei Glasplatten auf. Vorzugs- weise enthält der erste Block zwei, drei, vier oder mehr bis hin zu zehn Glasplatten. Bei den „Glasplatten" handelt es sich vorzugsweise um Platten aus Silikatglas, vorzugsweise hergestellt in einem Floatglasverfahren. Die Glasplatten des ersten Blocks können zueinander gleiche oder unterschiedliche Schichtdicken und/oder Materialien oder Materialzusammensetzungen aufweisen. Die Glasplatten haben bevorzugt jeweils eine Dicke von etwa 2 bis etwa 20 mm, bevorzugter von etwa 4 bis etwa 10 mm. In diesem Zusammenhang ist es auch möglich, dass der erste Block neben den wenigstens zwei Glasplatten weitere Platten oder wenigstens eine weitere Platte aus einem anderen Material, bevorzugt einem Kunststoffmaterial wie PC oder PMMA enthält, welche in den Glasplattenverbund des ersten Blocks ein- gebracht sind.
Der zweite Block weist„mehrere", d.h. wenigstens zwei Kunststoffplatten auf. Vorzugsweise enthält der zweite Block zwei, drei, vier oder mehr bis hin zu zehn Kunststoffplatten. Bei den „Kunststoffplatten" handelt es sich vorzugsweise um Platten aus Polymethylmethacrylat (PMMA, Acrylglas). Die Kunststoffplatten des zweiten Blocks können zueinander gleiche oder unterschiedliche Schichtdicken und/oder Materialien oder Materialzusammensetzungen aufweisen. Die Kunststoffplatten haben bevorzugt jeweils eine Dicke von etwa 4 bis etwa 30 mm, bevor- zugter von etwa 8 bis etwa 20 mm. In diesem Zusammenhang ist es auch möglich, dass der zweite Block neben den wenigstens zwei Kunststoffplatten weitere Platten oder wenigstens eine weitere Platte aus einem anderen Material, bevorzugt einem Glas enthält, welche in den Kunststoffplattenverbund des zweiten Blocks eingebracht sind.
Die „elastische Ausgleichsschicht" kann ein- oder mehrlagig aufgebaut sein. Die Ausgleichsschicht ist transparent ausgebildet, um die Transparenz der gesamten Verbundscheibe zu gewährleisten. Material und Dickenmaß der elastischen Ausgleichsschicht sind derart gewählt, dass ein Ausgleich der unterschiedlichen Wärmeausdehnungen des ersten Blocks und des zweiten Blocks innerhalb des erwarteten Temperaturbereichs erzielt werden kann; hängen damit auch von den Materialien und Abmessungen des ersten und des zweiten Blocks ab. Vorzugsweise ist die elastische Ausgleichsschicht aus einem Kunststoffmaterial gebildet, bevorzugt aus einem Material auf Basis von Polyurethan (PU), thermoplastischem Polyurethan (tPU), Polyvinylchlorid (PVC), Polyvinylbutyral (PVB), Polycarbonat (PC) und/oder Polyethylenterephthalat (PET).
Die Glasplatten des ersten Blocks sind vorzugsweise miteinander verbunden, bevorzugt fest und unlösbar miteinander verbunden. Ebenso sind die Kunststoff- platten des zweiten Blocks vorzugsweise miteinander verbunden, bevorzugt fest und unlösbar miteinander verbunden. Die„Verbindung" der Glasplatten des ersten Blocks, der Kunststoffplatten des zweiten Blocks sowie des ersten Blocks mit dem zweiten Block (über die Ausgleichsschicht) soll in diesem Zusammenhang jeweils eine Konstruktion bedeuten, welche eine eigenstabile Verbundscheibe erzeugt (d.h. Stabilität und Zusammenhalt ohne externe Hilfsmittel, Halterungen, etc.).
Der erste Block und der zweite Block können als separate Komponenten vorgefertigt und dann über die elastische Ausgleichsschicht miteinander verbunden werden. Alternativ können die Glasplatten des ersten Blocks und die Kunststoff- platten des zweiten Blocks gleichzeitig, d.h. in einem gemeinsamen Arbeitsgang zu der gewünschten Verbundscheibe miteinander verbunden werden.
In einer Ausgestaltung der Erfindung beträgt eine Dicke des ersten Blocks in der Dickenrichtung wenigstens etwa 20 mm. Vorzugsweise beträgt die Dicke des ersten Blocks in der Dickenrichtung wenigstens etwa 25 mm, wenigstens etwa 35 mm oder wenigstens etwa 50 mm.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung beträgt ein Gewichtsanteil des ersten Blocks wenigstens etwa 15% des Gesamtgewichts der Verbundscheibe. Vorzugsweise beträgt der Gewichtsanteil des ersten Blocks wenigstens etwa 30%, wenigstens etwa 40% oder wenigstens etwa 50% des Gesamtgewichts der Verbundscheibe. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung beträgt eine Dicke des zweiten Blocks in der Dickenrichtung wenigstens etwa 20 mm. Vorzugsweise beträgt die Dicke des zweiten Blocks der Dickenrichtung wenigstens etwa 35 mm, wenigstens etwa 55 mm oder wenigstens etwa 85 mm. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung beträgt ein Gewichtsanteil des zweiten Blocks wenigstens etwa 15% des Gesamtgewichts der Verbundscheibe. Vorzugsweise beträgt der Gewichtsanteil des zweiten Blocks wenigstens etwa 25%, wenigstens etwa 35% oder wenigstens etwa 50% des Gesamtgewichts der Verbundscheibe.
Ferner beträgt eine Gesamtdicke der Verbundscheibe in der Dickenrichtung vorzugsweise wenigstens etwa 40 mm, bevorzugter wenigstens etwa 45 mm, noch bevorzugter wenigstens etwa 50 mm. Außerdem beträgt die Gesamtdicke der Verbundscheibe in der Dickenrichtung vorzugsweise höchstens etwa 400 mm oder mehr, bevorzugter höchstens etwa 300 mm, noch bevorzugter höchstens etwa 200 mm.
Die jeweils optimalen Werte für die Dicken der einzelnen Platten und einzelnen Blöcke sowie der gesamten Verbundscheibe werden insbesondere in Abhängigkeit von den jeweils verwendeten Materialien und den erwarteten Bedrohungen bestimmt.
In einer Ausgestaltung der Erfindung sind die mehreren Glasplatten des ersten Blocks jeweils über eine ein- oder mehrlagige erste Zwischenschicht miteinander verbunden. Diese ersten Zwischenschichten sind vorzugsweise aus einem Material auf PU-, tPU-, PVC-, PVB-, PC- und/oder PET-Basis gebildet.
In einer noch weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die mehreren Kunststoff- platten des zweiten Blocks jeweils aus einem Material mit einem Elastizitätsmodul von mindestens etwa 1 .500 N/mm2 gebildet und sind die mehreren Kunststoffplatten des zweiten Blocks jeweils über eine ein- oder mehrlagige zweite Zwischenschicht miteinander verbunden, wobei diese mehreren zweiten Zwischenschichten jeweils aus einem Material mit einem geringeren Elastizitätsmodul als jenem des Materials der Kunststoffplatten gebildet sind.
In diesem Zusammenhang soll unter dem „Elastizitätsmodul" insbesondere der Elastizitätsmodul bei Biegung (Biege-Elastizitätsmodul, Biegemodul) oder der Elastizitätsmodul bei Druck (Druck-Elastizitätsmodul, Druckmodul) verstanden werden, welche beispielsweise nach der Norm ASTM D790 bzw. ASTM D1621 gemessen werden können.
Bei dieser Ausführungsform sind die Schichtdicken der Kunststoffplatten und der zweiten Zwischenschichten des zweiten Blocks vorzugsweise so gewählt, dass der gesamte Schichtaufbau des zweiten Blocks aus Kunststoffplatten und zweite Zwischenschichten einen um wenigstens etwa 20% und maximal etwa 60% niedrigeren Elastizitätsmodul im Vergleich zu einem zweiten Block ausschließlich aus dem Material der Kunststoffplatten gleicher Gesamtdicke hat. Bezüglich weiterer Einzelheiten des Aufbaus und der Funktionsweise eines derartigen transparenten Kunststoffblocks mit durchschusshemmender Wirkung wird auf die WO 2009/149951 A2 verwiesen, deren diesbezüglicher Inhalt hiermit zum Gegenstand dieser Anmeldung gemacht wird. Ferner sind die mehreren Kunststoffplatten des zweiten Blocks vorzugsweise jeweils über eine ein- oder mehrlagige zweite Zwischenschicht miteinander verbunden, wobei diese zweiten Zwischenschichten aus einem Material auf PU-, tPU-, PVC-, PVB-, PC- und/oder PET-Basis gebildet sind.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist auf der der Bedrohung abgewandten Seite des zweiten Blocks wenigstens eine Polycarbonatplatte angeordnet. Eine solche Polycarbonatplatte dient einem zusätzlichen Splitterschutz auf der Innenseite der Verbundscheibe.
Diese wenigstens eine Polycarbonatplatte ist mit dem zweiten Block vorzugsweise über eine ein- oder mehrlagige Verbindungsschicht verbunden, wobei diese Verbindungsschicht aus einem Material auf PU-, tPU-, PVC-, PVB-, PC- und/oder PET-Basis gebildet ist.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind in wenigstens einer Kunststoffplatte und/oder wenigstens einer zweiten Zwischenschicht des zweiten Blocks Mittel oder Einrichtungen (z.B. Drähte) zum Aufnehmen von Zugspannungen vorgesehen.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist in wenigstens einer Kunststoffplatte und/oder wenigstens einer zweiten Zwischenschicht des zweiten Blocks und/oder in wenigstens einer Glasplatte und/oder wenigstens einer ersten Zwischenschicht des ersten Blocks eine Scheibenheizung vorgesehen.
In einer noch weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Verbundscheibe mit einer Schutzvorrichtung gegen Laserstrahlen versehen. Zum Beispiel kann eine Laserschutzfolie auf der der Bedrohung zugewandten Seite und/oder der der Bedrohung abgewandten Seite der Verbundscheibe aufgebracht sein.
In einer noch weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Verbundscheibe zusätzlich mit einer Metallstruktur zur elektromagnetischen Abschirmung versehen sein. Diese Metallstruktur kann zum Beispiel auf der der Bedrohung zugewandten Seite und/oder der der Bedrohung abgewandten Seite der Verbundscheibe angeordnet und/oder in die Verbundscheibe integriert sein.
Die Verbundscheibe der Erfindung kann ganz oder teilweise planar, eindimensional gekrümmt oder zweidimensional gekrümmt ausgestaltet sein.
Die oben beschriebene durchschusshemmende transparente Verbundscheibe gemäß der Erfindung kann in vorteilhafter Weise in einer Schutzanordnung eingesetzt werden, welche eine Öffnung in einer durchschusshemmenden Wandung eines Schutzgehäuses bzw. eines zu schützenden Objekts; einer in der Öffnung angeordnete durchschusshemmende transparente Verbundscheibe; und eine Halteeinrichtung zum Befestigen der Verbundscheibe in der Öffnung aufweist.
Die Verbundscheibe gemäß der Erfindung kann in vorteilhafter Weise für Fahrzeuge (Landfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, Luftfahrzeuge), mobile Einrichtungen und/oder feststehende Einrichtungen (Gebäude, Gebäudeteile, Fertigungszentren, Werkzeugmaschinen, usw.) verwendet werden.
Die oben beschriebene durchschusshemmende transparente Verbundscheibe gemäß der Erfindung wird vorzugsweise durch ein Verfahren mit den Schritten des Anordnens der Glasplatten und der ersten Zwischenschichten, der Ausgleichsschicht, der Kunststoffplatten und der zweiten Zwischenschichten und ggf. der Polycarbonatplatte; des Umschließens der Anordnung mit einer flexiblen und fluid- dichten Umhüllung; des Erzeugens eines Unterdrucks in der Umhüllung; und des Beaufschlagens der von der Umhüllung umschlossenen Anordnung mit Druck und Temperatur in einem Autoklaven hergestellt.
Obige sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter, nicht-einschränkender Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung besser verständlich. Darin zeigt die einzige Figur 1 eine schematische Querschnittsansicht einer Verbundscheibe gemäß der vorliegenden Erfindung. Bezug nehmend auf Fig. 1 wird nun der Aufbau einer durchschusshemmenden transparenten Verbundscheibe gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher beschrieben. Die Verbundscheibe besteht im Wesentlichen aus einem ersten Block 10 und einem zweiten Block 12, die in Dickenrichtung hintereinander angeordnet sind. Dabei ist der erste Block 10 auf der der Bedrohung 30 zugewandten Seite angeordnet und ist der zweite Block 12 auf der der Bedrohung 30 abgewandten Seite angeordnet.
Der erste Block 10 weist mehrere transparente Glasplatten 14 zum Beispiel aus Silikatglas auf. Die Glasplatten 14 sind beispielsweise nach dem Floatglasverfahren hergestellt. Diese Glasplatten 14 sind in Dickenrichtung hintereinander angeordnet und über erste Zwischenschichten 16 miteinander verbunden. Diese ein- oder mehrlagigen ersten Zwischenschichten 16 sind aus einem Material auf PU-, tPU-, PVC-, PVB-, PC- und/oder PET-Basis gebildet.
Der zweite Block 12 weist mehrere transparente Kunststoffplatten 18 zum Beispiel aus Acrylglas (Polymethylmethacrylat, PMMA) auf. Diese Kunststoffplatten 18 sind in Dickenrichtung hintereinander angeordnet und über zweite Zwischenschichten 20 miteinander verbunden. Diese ein- oder mehrlagigen zweiten Zwischenschichten 20 sind ebenfalls aus einem Material auf PU-, tPU-, PVC-, PVB-, PC- und/oder PET-Basis gebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der zweite Block 12 aus Kunststoffplatten 18 im Wesentlichen aufgebaut, wie dies in der WO 2009/149951 A2 ausgeführt ist. D.h. die mehreren Kunststoffplatten 18 des zweiten Blocks 12 sind jeweils aus einem Material mit einem Elastizitätsmodul (ASTM D790, ASTM D1621 ) von mindestens etwa 1 .500 N/mm2 gebildet und die mehreren zweiten Zwischen- schichten 20 des zweiten Blocks 12 sind jeweils aus einem Material mit einem geringeren Elastizitätsmodul als jenem der Kunststoffplatten 18 gebildet, wobei die Schichtdicken der Kunststoffplatten 18 und der zweiten Zwischenschichten 20 des zweiten Blocks 12 so gewählt sind, dass der gesamte Schichtaufbau des zweiten Blocks 12 einen um wenigstens etwa 20% und maximal etwa 60% niedrigeren Elastizitätsmodul im Vergleich zu einem zweiten Block ausschließlich aus dem Material der Kunststoffplatten gleicher Gesamtdicke hat.
Der erste Block 10 aus Glasplatten 14 und der zweite Block 12 aus Kunststoff- platten 18 sind miteinander über eine elastische Ausgleichsschicht 22 verbunden.
Diese ein- oder mehrlagige Ausgleichsschicht 22 ist derart beschaffen, dass sie einen Ausgleich der unterschiedlichen Wärmeausdehnungen des ersten und des zweiten Blocks 10, 12 innerhalb eines erwarteten Temperaturbereichs ermöglicht.
Diese Ausgleichsschicht 22 ist beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial auf PU-, tPU-, PVC-, PVB-, PC- und/oder PET-Basis gebildet. Die Schichtdicke dieser
Ausgleichsschicht 22 ist üblicherweise größer als jene der Zwischenschichten 16,
20 des ersten und des zweiten Blocks 10, 12.
Optional ist auf der der Bedrohung 30 abgewandten Seite des zweiten Blocks 12 bzw. der Verbundscheibe zudem eine Polycarbonatplatte 24 angeordnet, welche einem zusätzlichen Splitterschutz dient. Diese Polycarbonatplatte 24 ist mit dem zweiten Block 12 über eine Verbindungsschicht 26 verbunden, welche beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial auf PU-, tPU-, PVC-, PVB-, PC- und/oder PET- Basis gebildet ist.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird der folgende Schichtaufbau verwendet:
Material Schichtdicke erster Block 10:
1 . Glasplatte 14 Glas 7 mm
Zwischenschicht 16 PVB 0,5 mm
2. Glasplatte 14 Glas 10 mm
Zwischenschicht 16 PVB 0,5 mm
3. Glasplatte 14 Glas 10 mm
Ausgleichsschicht 22 tPU 5 mm zweiter Block 12:
1 . Kunststoffplatte 18 PMMA 15 mm
Zwischenschicht 20 tPU 3 mm
2. Kunststoffplatte 18 PMMA 15 mm
Zwischenschicht 20 tPU 3 mm
3. Kunststoffplatte 18 PMMA 10 mm
Zwischenschicht 20 tPU 3 mm
4. Kunststoffplatte 18 PMMA 8 mm
Verbindungsschicht 26 tPU 4 mm
Polycarbonatplatte 24 PC 5 mm
In diesem Ausführungsbeispiel beträgt somit die Dicke des ersten Blocks 10 in der Dickenrichtung etwa 28 mm, die Dicke des zweiten Blocks 12 in der Dickenrichtung etwa 57 mm, und die Gesamtdicke der Verbundscheibe etwa 99 mm.
Ferner beträgt in diesem Ausführungsbeispiel der Gewichtsanteil des ersten Blocks 10 etwa 50% des Gesamtgewichts der Verbundscheibe und der Gewichtsanteil des zweiten Blocks 12 etwa 50% des Gesamtgewichts der Verbundscheibe.
Wie in Fig. 1 dargestellt, ist auf der der Bedrohung 30 abgewandten Seite des zweiten Blocks 12 zusätzlich eine optionale Scheibenheizung 32 vorgesehen. Diese kann beispielsweise in die hinterste Kunststoffplatte 18 des zweiten Blocks 12 oder in die Verbindungsschicht 26 integriert sein. Alternativ oder zusätzlich ist im vorderen Bereich des ersten Blocks 10 ebenfalls eine Scheibenheizung 34 angeordnet. Diese kann beispielsweise in die vorderste Glasplatte 14 oder in eine vordere erste Zwischenschicht 16 des ersten Blocks 10 integriert sein.
Ferner können, wie in Fig. 1 angedeutet, optional ein oder mehrere Drähte 36 zum Aufnehmen von Zugspannungen in eine oder mehrere zweite Zwischenschichten 20 des zweiten Blocks 12 eingebaut sein. Auf der der Bedrohung 30 abgewandten Seite der Verbundscheibe kann optional ferner eine Metall struktur 38 zur elektromagnetischen Abschirmung vorgesehen sein.
Obwohl in Figur 1 nicht dargestellt, kann zusätzlich eine Schutzvorrichtung gegen Laserstrahlen zum Beispiel in Form einer Laserschutzfolie auf der der Bedrohung 30 zugewandten Seite oder der der Bedrohung 30 abgewandten Seite der Verbundscheibe vorgesehen sein.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Durchschusshemmende transparente Verbundscheibe, insbesondere der Schutzklasse nach STANAG 4569, Level 3 und höher, mit
einem ersten Block (10), welcher der Bedrohungsseite der Verbundscheibe zugewandt ist und in Dickenrichtung mehrere transparente Glasplatten (14) aufweist; und
einem zweiten Block (12), welcher der Bedrohungsseite der Verbundscheibe abgewandt ist und in Dickenrichtung mehrere transparente Kunststoffplatten (18) aufweist,
wobei der erste Block (10) und der zweite Block (12) in Dickenrichtung hintereinander angeordnet und miteinander über eine elastische Ausgleichsschicht (22) zum Ausgleichen der unterschiedlichen Wärmeausdehnungen des ersten und des zweiten Blocks (10, 12) bei Temperaturänderungen verbunden sind.
Verbundscheibe nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Dicke des ersten Blocks (10) in der Dickenrichtung wenigstens etwa 20 mm beträgt.
Verbundscheibe nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Gewichtsanteil des ersten Blocks (10) wenigstens etwa 15% des Gesamtgewichts der Verbundscheibe beträgt.
Verbundscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Dicke des zweiten Blocks (12) in der Dickenrichtung wenigstens etwa 20 mm beträgt.
5. Verbundscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
ein Gewichtsanteil des zweiten Blocks (10) wenigstens etwa 15% des Gesamtgewichts der Verbundscheibe beträgt.
6. Verbundscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Gesamtdicke der Verbundscheibe in der Dickenrichtung im Bereich von etwa 40 mm bis etwa 400 mm oder mehr, bevorzugter im Bereich von etwa 45 mm bis etwa 300 mm, noch bevorzugter im Bereich von etwa 50 mm bis etwa 200 mm liegt.
7. Verbundscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die mehreren Glasplatten (14) des ersten Blocks (10) jeweils über eine ein- oder mehrlagige erste Zwischenschicht (16) miteinander verbunden sind, wobei die ersten Zwischenschichten (16) vorzugsweise aus einem Material auf PU-, tPU-, PVC-, PVB-, PC- und/oder PET-Basis gebildet sind.
8. Verbundscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die mehreren Kunststoffplatten (18) des zweiten Blocks (12) jeweils aus einem Material mit einem Elastizitätsmodul von mindestens etwa 1 .500 N/mm2 gebildet sind; und
die mehreren Kunststoffplatten (18) des zweiten Blocks (12) jeweils über eine ein- oder mehrlagige zweite Zwischenschicht (20) miteinander verbunden sind, wobei diese zweiten Zwischenschichten (20) jeweils aus einem Material mit einem geringeren Elastizitätsmodul als jenem des Materials der Kunststoffplatten (18) gebildet sind.
9. Verbundscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die mehreren Kunststoffplatten (18) des zweiten Blocks (12) jeweils über eine ein- oder mehrlagige zweite Zwischenschicht (20) miteinander verbunden sind, wobei die zweiten Zwischenschichten (20) vorzugsweise aus einem Material auf PU-, tPU-, PVC-, PVB-, PC- und/oder PET-Basis gebildet sind.
10. Verbundscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
auf der der Bedrohung (30) abgewandten Seite des zweiten Blocks (12) wenigstens eine Polycarbonatplatte (24) angeordnet ist.
1 1 . Verbundscheibe nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens eine Polycarbonatplatte (24) mit dem zweiten Block (12) über eine ein- oder mehrlagige Verbindungsschicht (26) verbunden ist, wobei die Verbindungsschicht (26) vorzugsweise aus einem Material auf PU-, tPU-, PVC-, PVB-, PC- und/oder PET-Basis gebildet ist.
12. Verbundscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
in wenigstens einer Kunststoffplatte (18) und/oder wenigstens einer zweiten Zwischenschicht (20) des zweiten Blocks (12) Mittel (36) zum Aufnehmen von
Zugspannungen vorgesehen sind.
13. Verbundscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
in wenigstens einer Kunststoffplatte (18) und/oder wenigstens einer zweiten
Zwischenschicht (20) des zweiten Blocks (12) und/oder in wenigstens einer Glasplatte (14) und/oder wenigstens einer ersten Zwischenschicht (16) des ersten Blocks (10) eine Scheibenheizung (32, 34) vorgesehen ist.
14. Verbundscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verbundscheibe mit einer Schutzvorrichtung gegen Laserstrahlen und/oder einer Metallstruktur (38) zur elektromagnetischen Abschirmung versehen ist. Schutzanordnung, mit
einer Öffnung in einer durchschusshemmenden Wandung eines Schutzgehäuses bzw. eines zu schützenden Objekts;
einer in der Öffnung angeordneten durchschusshemmenden transparenten
Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 14; und
einer Halteeinrichtung zum Befestigen der Verbundscheibe in der Öffnung.
PCT/EP2012/071470 2011-10-31 2012-10-30 Durchschusshemmende transparente verbundscheibe Ceased WO2013064491A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011117340.8A DE102011117340B4 (de) 2011-10-31 2011-10-31 Durchschusshemmende transparente Verbundscheibe
DE102011117340.8 2011-10-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013064491A1 true WO2013064491A1 (de) 2013-05-10

Family

ID=47115953

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2012/071470 Ceased WO2013064491A1 (de) 2011-10-31 2012-10-30 Durchschusshemmende transparente verbundscheibe

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102011117340B4 (de)
WO (1) WO2013064491A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104354398A (zh) * 2014-11-25 2015-02-18 河南恒鑫丰安防科技有限责任公司 防狙击步枪弹复合玻璃
CN104534932A (zh) * 2014-12-29 2015-04-22 万家晨 一种电磁炮盾一体系统及其生成和防御方法
CN110303736A (zh) * 2019-07-03 2019-10-08 广东金刚玻璃科技股份有限公司 一种低光源单向透视防弹玻璃

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3593994A3 (de) 2018-06-20 2020-02-19 Haverkamp GmbH Vorrichtung zum flächigen abstützen einer gekrümmten glasscheibe beim herstellen einer gekrümmten verbundglasscheibe sowie verbundglasscheibe
DE102019116372B4 (de) * 2019-06-17 2020-12-31 GuS glass + safety GmbH & Co. KG Panzerverbundglasscheibe
DE102019116373B3 (de) * 2019-06-17 2020-12-03 GuS glass + safety GmbH & Co. KG Panzerverbundglasscheibe
DE102019116371B4 (de) * 2019-06-17 2020-12-31 GuS glass + safety GmbH & Co. KG Panzerverbundglasscheibe

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE9218849U1 (de) * 1992-12-24 1995-11-16 Fricke, Helmut, Dipl.-Ing., 31073 Delligsen Thermisch und ballistisch hochfeste Verbundsicherheitsscheibe
DE202008016395U1 (de) * 2008-12-12 2009-03-26 GuS Präzision in Kunststoff, Glas und Optik GmbH & Co. KG Glasaufbau einer Panzerglasverbundscheibe
WO2009042877A2 (en) * 2007-09-27 2009-04-02 Schott Corporation Lightweight transparent armor window
WO2009149951A2 (en) 2008-06-13 2009-12-17 Esw Gmbh Bullet-resistant transparent laminate composite and protection arrangement having a bullet-resistant transparent laminate composite
WO2011120680A1 (de) * 2010-04-01 2011-10-06 Schott Ag Transparenter glas-polymer-verbund

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE9218849U1 (de) * 1992-12-24 1995-11-16 Fricke, Helmut, Dipl.-Ing., 31073 Delligsen Thermisch und ballistisch hochfeste Verbundsicherheitsscheibe
WO2009042877A2 (en) * 2007-09-27 2009-04-02 Schott Corporation Lightweight transparent armor window
WO2009149951A2 (en) 2008-06-13 2009-12-17 Esw Gmbh Bullet-resistant transparent laminate composite and protection arrangement having a bullet-resistant transparent laminate composite
DE202008016395U1 (de) * 2008-12-12 2009-03-26 GuS Präzision in Kunststoff, Glas und Optik GmbH & Co. KG Glasaufbau einer Panzerglasverbundscheibe
WO2011120680A1 (de) * 2010-04-01 2011-10-06 Schott Ag Transparenter glas-polymer-verbund

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104354398A (zh) * 2014-11-25 2015-02-18 河南恒鑫丰安防科技有限责任公司 防狙击步枪弹复合玻璃
CN104534932A (zh) * 2014-12-29 2015-04-22 万家晨 一种电磁炮盾一体系统及其生成和防御方法
CN110303736A (zh) * 2019-07-03 2019-10-08 广东金刚玻璃科技股份有限公司 一种低光源单向透视防弹玻璃
CN110303736B (zh) * 2019-07-03 2024-05-07 广东金刚玻璃科技股份有限公司 一种低光源单向透视防弹玻璃

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011117340A1 (de) 2013-05-02
DE102011117340B4 (de) 2017-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011117340B4 (de) Durchschusshemmende transparente Verbundscheibe
DE60221849T2 (de) Keramische Panzerungssysteme mit frontseitiger Splitterfangschicht und Dämpfungsschicht
EP2552688B1 (de) Transparenter glas-polymer-verbund
DE102008028318A1 (de) Durchschusshemmender transparenter Schichtverbund und Schutzanordnung mit einem durchschusshemmenden transparenten Schichtverbund
DE112012001630B4 (de) Mehrschichtpanzerung
US5368904A (en) Bullet resistant glass
WO2018024387A1 (de) Transparente, splitterfreie, beschusshemmende verglasung mit brandschutzeigenschaften
EP1846723B1 (de) Reaktive schutzvorrichtung
EP0109566A2 (de) Beschusssicherer Verbundglasblock für den Sehschlitz eines Panzerfahrzeugs
DE102012210906B4 (de) Sicherheitssonderverglasung und deren Verwendungen
DE102008043992B4 (de) Transparente Reaktivpanzerung
EP2869989A1 (de) Durchschusshemmendes verbundglas
EP0807797B1 (de) Durchschusshemmende Verglasung sowie deren Verwendung
WO2020078969A1 (de) Beschusshemmende verglasung
DE19956197A1 (de) Reaktiver Schutz
DE102018125657B4 (de) Beschusshemmende verglasung
DE102012220009A1 (de) Durchschuss- und durchbruchhemmendes Verbundglas
DE2125693A1 (de) Panzerglas
NZ229985A (en) Bullet proof glass screen with each glass sheet laminated between two shatter resistant films
DE102008021479A1 (de) Reaktivpanzerglasscheibe
CH635052A5 (en) Multiple glazing system which is resistant to the exertion of force
DE202009009173U1 (de) Monolithisches Verbundsicherheitsglas
EP4053491B1 (de) System mit beschusshemmender verglasung
DE29806111U1 (de) Beschußsichere bzw. beschußhemmende Gebäudewand
DE202018105920U1 (de) Beschusshemmende Verglasung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12780730

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12780730

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1