CN109843616B - 具有聚合物周边，加强支架和固定支架的镶有玻璃的面板 - Google Patents

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Abstract

一种镶有玻璃的面板，其包括玻璃面板(20)、用于加强玻璃面板抵抗弯曲变形的两个纵向加强支架(152)以及用于将镶有玻璃的面板固定在为此目的所提供的外部结构中的两个纵向固定支架(41)。支架可以包覆模制在设置在玻璃面板(20)的周边上的聚合物材料(30)中。两个加强支架(152)和两个固定支架(41)通过它们的纵向端部成对地连接，以形成框架，这是通过可选地使用中间部件(60)的通过嵌套的组装。该措施使得可以减少在玻璃面板的拐角中的应力集中并且简化了在制造镶有玻璃的面板期间的模制操作。

Description

具有聚合物周边，加强支架和固定支架的镶有玻璃的面板
技术领域
本发明涉及一种具有聚合物周边，加强支架和固定支架的镶有玻璃的面板，尤其用于机动车辆的车顶。
背景技术
由于车辆的空气动力学性能随着车辆行驶速度的增加而增加，因此机动车辆的顶部或车顶承受低压。这导致促使车顶向上受力的机械力：这种现象通常被称为风荷载效应。当顶部配备有镶有玻璃的面板时，镶有玻璃的面板受到对其施加应力(尤其是弯曲力)的这些力，且因此面板必须能够经受住它。
当镶有玻璃的面板被安装在顶部中时，通过其至车辆车身的固定来保护镶有玻璃的面板免于过度变形。
在顶部的镶有玻璃的面板与平移机构相关联以形成活动盖板的情况下，玻璃面板(其通常由3至5mm厚的钢化单片玻璃制成)借助于沿着面板的前边缘固连(solidarisée)至玻璃面板的纵向金属支架和沿着镶有玻璃的面板的后边缘的另一个纵向金属支架被加强以抵抗由风荷载效应产生的弯曲变形。另外，两个其它纵向金属支架沿着侧边缘固连在玻璃面板上，并且使得可以通过平移机构将镶有玻璃的面板固定在设置在机动车辆顶部的相应开口中。玻璃面板还在其周边上被提供有聚合物材料，通常为聚氨酯。加强支架通常完全封装在聚合物材料中，并且固定支架被部分地封装，以使它们固连至玻璃面板。
由于这种类型的镶有玻璃的面板在冲击的情况下破裂成小块的风险，以及由此产生的缺点，越来越多地使用可选地通过热处理或化学处理来加强的层压玻璃。然而，这种玻璃比单片玻璃更柔韧，特别是由于其塑料材料的***片材。另外，目前的趋势是通过减小构成层压玻璃的玻璃片材的厚度来减轻车顶，这进一步增加了玻璃面板的柔韧性。
这导致玻璃面板由于风荷载效应而变形的风险，这可能导致密封缺陷，甚至如果玻璃的挠曲超过其断裂强度极限则会导致玻璃的破裂。此外，镶有玻璃的面板必须能够经受住机械抵抗性测试，包括通过拐角悬挂它们并在中心处加载。然而，本发明使得可以识别玻璃面板的拐角区域中的增加的破裂风险。
发明内容
根据第一方面，本发明的目的是克服该缺点。为此目的，本发明提出通过两个加强支架和两个固定支架的纵向端部成对地连接两个加强支架和两个固定支架，以便形成框架。因此，玻璃面板在其直至固定支架的整个横向部分上(不存在中断)在前部处和后部处被支撑，这与通常在其之间留下1至10mm(有时更多)的空间的现有技术不同。因此，玻璃面板拐角中的应力集中减小，这使得可以减少甚至消除与风荷载效应相关的破裂风险或者上述的在荷载下的机械抵抗性测试期间的破裂风险。
可以设想通过模制，通过成形或通过焊接来制造呈框架形式的加强支架和固定支架。然而，这些解决方案都具有成本高的缺点。因此，从机械抵抗性和温度抵抗性(考虑到镶有玻璃的面板在其最终应用中可能暴露至的温度)的观点来看，通过模制制造框架涉及使用大尺寸模具，其是昂贵的，而且还涉及使用高性能模制材料，且因此也是昂贵的。另外，由复合塑料材料制成的固定支架的制造在它们被提供的固定开口处引发机械抵抗性方面的问题。通过金属部件的成形以框架的形式进行制造不仅涉及许多操作(特别是弯曲和切割操作以便构建固定支架)，而且还导致材料的大量损失，因为固定支架的结构比加强支架的结构更轻，因为前者不发挥加强玻璃面板的功能，或者只是附带地发挥。类似地，加强支架和固定支架彼此之间通过焊接的组装也是复杂且昂贵的。
与这些方法不同，EP2700521A2公开了一种用于机动车辆顶部的活动盖板，其中，四个不同的金属加强支架固连在活动盖板的玻璃面板的内部面上，一个在玻璃面板的前部处，另一个在玻璃面板的后部处，且另外两个在玻璃面板的相应侧边上。侧支架还用于将活动盖板固定至平移机构。前支架通过设置在玻璃面板前边缘上的橡胶密封件或类似物固定在玻璃面板上，而侧支架和后支架通过黏合剂固定在玻璃面板上。四个支架布置在玻璃面板上，同时由它们的端部成对地每次借助于相应的中间塑料部件而连接，并因此在玻璃面板上形成框架。中间塑料部件也通过黏合剂或类似物固定至玻璃面板。
每个中间部件具有***前支架或后支架的端部中的部分，其中***沿着所涉及的前支架或后支架的纵向方向进行。在另一方面，侧支架具有呈“U”型打开的横截面，使得侧支架的端部可以沿着垂直于侧支架的纵向方向的方向，免维护地接合在中间部件的相应部分上。因此，支架一个接一个地固定在玻璃面板上。从使支架在玻璃面板上就位从而固连在玻璃面板上的观点来看，该解决方案仍然是复杂和令人厌烦的。
WO2017/152980A1也描述了一种机动车辆的顶部活动盖板，其玻璃面板被加强。具体地，它提出制造由纤维加强的塑料材料制成的前加强支架和后加强支架，以及根据情况由金属制成或也由纤维加强的塑料材料制成的两个侧支架。根据情况，支架通过黏合和/或封装固定在玻璃面板上，以便在彼此之间形成框架。从文献中可以看出，支架相对于玻璃面板的就位(为了使它们固连)也是连续地进行的，其缺点在于，从使支架在玻璃面板上就位从而固连在玻璃面板上的观点来看，该解决方案(与前述文献类似地)是复杂和令人厌烦的。
为了至少部分地克服这些缺点，根据其第一方面，本发明提出了一种设计成固连至玻璃面板的框架，其包括：
-两个纵向加强支架，用于加强玻璃面板抵抗弯曲变形；和
-两个纵向固定支架，用于将镶有玻璃的面板固定在设计用于容纳镶有玻璃的面板的外部结构中；
其中：
-两个加强支架和两个固定支架通过其纵向端部成对地连接，用于形成框架；和-一个或每个加强支架的至少一个或每个纵向端部借助于嵌套组装而连接至相邻固定支架的相应纵向端部。
在将加强支架和固定支架固连至镶有玻璃的面板的玻璃面板之前(并且因此独立于此后者)将加强支架和固定支架连接成框架形式的事实简化了它们在玻璃面板上的就位(目的在于固连)，因为现在只有单一的元件待操作和放置在玻璃面板上或就后者(即框架)而言，而不是单独的四个支架以及可能还有中间连接部件。这导致制造时间的节省，并且无论固连是通过包覆模制和/或黏合来进行的。
使用嵌套组装的事实使得可以简单，快速和经济地连接加强支架和固定支架。除了嵌套之外，组装可以任选地例如通过黏合，或通过将一个支架的端部弹性卡入另一个支架的端部中或者弹性卡入中间连接部件中来完成，这使得可以确保或完成两个部件的相对位置保持。如果它们的材料允许，也可以有使两个嵌套部件固连的一个或多个焊接点，在这种情况下嵌套简化了焊接操作。然而，特别有利的是，仅通过嵌套来进行组装，因为该解决方案是特别简单，快速和经济的。在这种情况下，通过夹紧调节进行嵌套是有利的。优选地适当选择夹紧水平，以便允许手动嵌套，同时提供所涉及的部件的相对位置保持，这使得成果化框架的随后操作成为可能，而不会使部件彼此脱离。
在两个加强支架的每个端部处实施该组装模式是有利的。这使得可以以独立的方式设计和制造加强支架和固定支架：它们因此可以具有适合于它们各自功能的它们自身的特征，同时便于它们各自的制造。这使得可以简单，快速和经济地以框架的形式组装它们。特别地，这避免了模制，成形或焊接的解决方案的上述缺点。此外，可以使用不同的材料用于加强支架和固定支架，例如对于加强支架使用复合材料，并且对于固定支架使用金属材料。
由于涉及机动车辆顶部的活动盖板，根据该第一方面的本发明特别适用于镶有玻璃的面板的情况，其中玻璃面板由层压玻璃，特别是双层层压玻璃制成，并且具有大于或等于0.4m2的表面积，因为与更小的面板相比，面板更容易受到在拐角中破裂的风险。
根据优选的实施例，根据本发明的该第一方面的该框架包括一个或多个以下特征：
-所述组装通过具有夹紧调节的嵌套来实施；
-一个或每个加强支架的至少一个或每个纵向端部仅借助于具有夹紧调节的嵌套组装而连接至相邻固定支架的相应纵向端部；
-所述嵌套组装包括在加强支架的纵向端部和中间连接部件之间的第一嵌套和在固定支架的纵向端部和所述中间连接部件之间的第二嵌套；
-第一嵌套和第二嵌套各自具有夹紧调节；
-所述组装包括将加强支架的纵向端部和固定支架的纵向端部嵌套在同一个中间连接部件中；
-将嵌套在同一个中间连接部件中的加强支架的纵向端部与固定支架的纵向端部分开的距离小于30mm，优选地小于20mm，更优选地小于10mm，并且更优选地小于5mm；
-所述组装包括加强支架的纵向端部和固定支架的纵向端部的彼此直接嵌套；
-固定支架的纵向端部具有面向加强支架的相邻纵向端部的弯曲部分，其中，弯曲部分用于通过嵌套的组装；
-一个或每个加强支架是由金属材料制成；
-至少一个加强支架是由复合材料制成，并且以由纵向肋和/或横向肋加强的成型部件的形式制造；
-固定支架是由金属材料制成；
-两个加强支架和两个固定支架通过它们的纵向端部成对地连接，以确保它们之间的足够的保持，使得能够在(框架)固连至玻璃面板之前操作框架而不会拆解框架；
-从镶有玻璃的面板的刚性的观点来看，与加强支架相比，固定支架41具有可忽略的效果。
仍然根据该第一方面，本发明还提出了一种镶有玻璃的面板，其包括：
-玻璃面板，其具有：
·第一主面和第二主面，和
·周边，其为玻璃面板限定前边缘，后边缘，以及各自在前边缘和后边缘之间延伸的第一侧边缘和第二侧边缘；
-设置在玻璃面板周边上的周边聚合物材料；和
-上述根据本发明的第一方面的框架，其固连至玻璃面板的第一主面；
其中：
-框架的每个加强支架固连在玻璃面板的第一主面上，第一个在沿着前边缘的区域中，且第二个在沿着后边缘的区域中；和
-框架的每个固定支架固连在玻璃面板的第一主面上，第一个在沿着第一侧边缘的区域中，且第二个在沿着第二侧边缘的区域中。
根据优选的实施例，镶有玻璃的面板包括一个或多个以下特征：
-加强支架和(适当情况下)中间连接部件完全封装在周边聚合物材料中，并且固定支架由周边聚合物材料部分地包覆模制；
-加强支架和固定支架完全位于周边聚合物材料之外；
-一个或每个加强支架包括面向玻璃面板定位的面，该面在加强支架的整个长度上形成大致平面的且连续的表面；
-至少一个加强支架是呈“I”型的成型部件，并且用由“I”的两个水平杆之一所限定的面面向玻璃面板地放置；
-呈“I”型成型部件形式的加强支架被封装在周边聚合物材料中，中空的或填充有不同聚合物材料的两个纵向腔沿着加强支架设置，即在呈“I”型的截面的两个水平杆之间的呈“I”型截面的垂直立柱的每一侧的一个；
-至少一个加强支架是呈“U”型的成型部件，并且用由呈“U”型的截面的水平杆所限定的面面向玻璃面板地放置，该水平杆将呈“U”型的截面的两个垂直立柱在它们的第一端部处彼此连接，“U”的垂直立柱各自在它们的第二端部处由朝向“U”的外部定向的水平部分延伸；
-至少一个加强支架是成型部件，其横截面由第一部分和第二部分构成，每个部分具有基本上正方形或矩形的截面并且彼此间隔开，同时通过其各自的边中的一个的延长部分而彼此连接，加强支架用由被延长的所述各自的边限定的面抵靠玻璃面板地放置；
-玻璃面板由双层层压玻璃制成，并且包括厚度为0.7至3.1mm，更优选为0.7至2.1mm的第一玻璃片材，以及厚度为1.4至3.1mm的第二玻璃片材，第一玻璃片材优选地限定玻璃面板的第一主面，且第二玻璃片材限定玻璃面板的第二主面；
-周边聚合物材料设置在玻璃面板的整个周边上。
根据本发明的该第一方面的玻璃面板还可以用于除机动车辆之外的应用中，例如用于房地产建设的建筑中或船舶中。
根据另一方面，本发明还提出了一种机动车辆，其包括根据本发明的第一方面的镶有玻璃的面板，其安装在车辆的顶部中，优选地形成活动盖板，两个加强支架相对于机动车辆横向地延伸。
根据又另一方面，本发明提出了一种用于制造根据本发明的第一方面的镶有玻璃的面板的方法，其包括以下步骤：
a)形成具有四条边的框架，其两条相对边由两个纵向加强支架限定，且另两条相对边由两个纵向固定支架限定，加强支架的纵向端部各自连接至固定支架中的一个的相应端部；
b)使由此形成的框架和玻璃面板在模具中就位；
c)用聚合物材料填充模具，以便将聚合物材料添加在玻璃面板的周边上，其部分地包覆模制固定支架并且封装加强支架；
其中，步骤a)包括通过嵌套组装将一个或每个加强支架的至少一个或每个纵向端部连接至相邻的固定支架的相应纵向端部的事实。
根据优选的实施例，根据本发明的该方面的方法包括一个或多个以下特征：
-步骤a)包括仅通过具有夹紧调节的嵌套将一个或每个加强支架的至少一个或每个纵向端部连接至相邻的固定支架的相应纵向端部的事实；
-步骤a)包括将加强支架的纵向端部和相邻的固定支架的相应纵向端部嵌套在同一个中间连接部件中的事实；
-步骤b)包括仅通过固定支架使框架在模具中就位且保持在模具中就位的事实。
更一般地，本发明提出了一种用于制造根据本发明的第一方面的镶有玻璃的面板的方法，其包括以下步骤：
a)提供或形成根据本发明的第一方面的框架，然后
b)将框架固连至玻璃面板的主面。
根据优选的实施例，该最后的方法包括一个或多个以下特征：
-在步骤b)中，在玻璃面板的主面和每个加强支架之间，以及在玻璃面板的主面和每个固定支架之间实施固连；
-在步骤b)中，还在玻璃面板的主面之间和每个中间连接部件之间实施固连；
-步骤b)包括：
·b1)使框架和玻璃面板在模具中就位，和
·b2)用聚合物材料填充模具，以便将聚合物材料添加在玻璃面板的周边上，其部分地包覆模制固定支架并封装加强支架；
-在子步骤b2)中，加强支架和(适当情况下)中间连接部件被聚合物材料完全封装；
-子步骤b1)包括仅通过固定支架使框架在模具中就位且保持在模具中就位；
-仅由聚合物材料确保加强支架和固定支架以及(适当情况下)中间连接部件固连在玻璃面板上。
应当理解的是，在本发明的范围内，玻璃面板可以由一片或多片无机玻璃片材构成，但也可以由一片或多片有机玻璃片材构成，例如由聚碳酸酯或甲基聚丙烯酸甲酯制成。
附图说明
通过阅读本发明的优选实施例的作为示例给出的以下描述并参考附图，本发明的其它方面，特征和优点将变得明显。
图1示出了根据本发明的实施例的用于机动车辆车顶的镶有玻璃的面板的俯视透视示意图。
图2示出了根据图1的镶有玻璃的面板的横截面A-A的示意图。
图3和图4示出了集成在图1和图2中的镶有玻璃的面板的周边处的聚合物材料中的加强支架的构型的两个示例。
图5示出了图4中的加强支架，但是由围绕它的外皮补充完整。
图6示出了以框架形式组装的两个加强支架和两个固定支架的示例，这是通过在固连在玻璃面板上之前将它们的端部嵌套在相应的连接部件中。
图7示出了根据本发明的实施例的用于机动车辆顶部的镶有玻璃的面板的拐角区域，镶有玻璃的面板包括图6中的框架，该框架在其玻璃面板的周边处被封装在聚合物材料中，聚合物材料被虚拟地局部移除以便使加强支架与固定支架的组装可见。
图8与图7相同，除了未示出加强支架和固定支架之间的连接部件之外。
图9和图10示出了在图6的示例中使用的连接部件的两个透视图。
图11至图16示出了加强支架的构型的不同示例。
图17是根据本发明的另一个实施例的用于机动车辆顶部的镶有玻璃的面板的边缘的示意性横截面。
图18示出了图17中的镶有玻璃的面板的拐角区域。
图19与图18相同，除了未示出加强支架和固定支架之间的连接部件之外。
具体实施方式
参考图1和图2，将描述根据第一实施例的镶有玻璃的面板10。在该示例中，所涉及的是用于机动车辆顶部的活动盖板，其设计成借助于机构被安装在为此目的而预备的顶部开口中，该机构使得可以在关闭位置和打开位置之间移动它。
镶有玻璃的面板10具有两个主面，即上面15和下面16，分别对应于车辆的外部和面板已经安装在车辆车顶中之后的车辆的乘客空间的内部。镶有玻璃的面板10包括前边缘11和后边缘12，以及两个侧边缘13，14。在这种情况下，前，后和侧的概念限定了安装在机动车辆顶部中之后的镶有玻璃的面板的方向，分别对应于机动车辆的前边，后边和侧边。
镶有玻璃的面板10包括玻璃面板20，优选地为层压玻璃，并且更优选地为具有两个玻璃片材的双层层压玻璃，在两个玻璃片材之间设置有聚合物材料的***层，例如聚乙烯醇缩丁醛(PVB)。由于涉及应用于机动车辆，外部玻璃片材优选地具有1.4至3.1mm的厚度，而内部玻璃片材优选地具有0.7至3.1mm的厚度，更优选地为0.7至2.1mm。内部和外部的概念分别指的是车辆乘客空间的内部和外部。可替代地，玻璃可以是单片玻璃。
玻璃面板20在其整个周边被提供有聚合物材料30。它可以有利地确保玻璃面板20的周边的精加工，并保护其免受机械冲击。为此目的，玻璃面板20的部分优选地完全被聚合物材料30覆盖。聚合物材料还可以形成表面，该表面设计成与固定在机动车辆顶部开口中的一个或多个密封件配合，以确保顶部和处于关闭位置的镶有玻璃的面板之间的密封。相反地，为了这个相同的目的，聚合物材料30本身可以支撑一个或多个周边密封件。此外，部件可以集成在聚合物材料30中，例如止挡件或滑动缓冲器，定中心销，装饰条等。聚合物材料30优选地是聚氨酯，但是它可以是任何其它适当的材料，尤其是塑料材料。聚合物材料30优选地通过包覆模制设置在玻璃面板20上。
如图2中可见，镶有玻璃的面板10包括加强支架51和另一加强支架52，其中加强支架51在前边缘11的区域中固连至玻璃面板20，而另一加强支架52在后边缘12的区域中固连至玻璃面板20。两个加强支架51和52用于加固玻璃20，以便限制特别是在风荷载效应下的它的弯曲，并因此有助于保持玻璃面板20的完整性和在镶有玻璃的面板10和机动车辆顶部之间的密封。加强支架51，52优选地完全封装在玻璃面板20周边的聚合物材料30中。
此外，镶有玻璃的面板10包括沿着镶有玻璃的面板10的右边缘区域延伸的固定支架41，以及沿着镶有玻璃的面板10的左边缘区域的另一支架(未示出)。支架具有纵向形状(即延长的形状)，并且基本上沿玻璃面板20的整个长度延伸。它们用于将镶有玻璃的面板10固定在活动盖板的平移机构上，该平移机构设计用于镶有玻璃的面板10在机动车辆顶部开口中的安装，并且允许在打开位置和关闭位置之间移动镶有玻璃的面板10。活动盖板的平移机构上的固定通过诸如螺钉或铆钉之类的任何适当的工具在前边缘11和后边缘12之间的不同点处进行。为此目的，固定支架41具有开口或固定孔眼，特别是用于螺钉，铆钉或其它固定元件的通道。这些固定支架41仅部分地集成在密封件30中，以便使开口或固定孔眼是可达到的。固定支架41优选地由金属材料制成，因为这比塑料材料或复合材料更适合于在开口或固定孔眼处提供适当的抗断裂性。优选地通过模制，切割和冲压的操作来制造支架。从镶有玻璃的面板10的刚性的观点来看，与加强支架51，52相比，固定支架41通常仅具有可忽略的效果。因此，固定支架41可具有呈“L”型的横截面，并且在它们全部由金属材料制成的情况下，它们的壁的厚度可以比固定支架的壁的厚度更薄。
聚合物材料30优选地自身单独确保加强支架52和固定支架固连在玻璃面板41上。可替代地或另外地，加强支架52和/或固定支架41通过黏合剂固定在玻璃面板20上(在将聚合物材料30施加到其上之前)。可以使用双面黏合胶条或胶水。
加强支架51和52以及固定支架41优选地设置在玻璃面板20的下面16上。
加强支架51和52具有纵向形状(即延长的形状)，并且基本上从玻璃面板20的左边的固定支架41延伸到玻璃面板20的右边的固定支架41，使得可以有效地确保玻璃面板20的刚性功能。
每个加强支架51和52优选地设计成呈型材的形式。适当地选择型材的横截面，以向加强支架提供所期望的刚度。加强支架51，52可以是具有相同横截面或不同横截面的型材：此后一种情况由图2示出。
无论所选择的型材横截面如何，每个加强支架51和52的高度h和宽度的选择是特别地考虑到为玻璃面板20提供的刚性以及在最终应用中可用的空间而进行的。从这个观点来看，每个加强支架51和52的高度h优选地设定为选自8至30mm，更优选地选自8至20mm的给定值，因为这是用于机动车辆顶部的应用。高度h被理解为在组装镶有玻璃的面板10之后，在垂直于玻璃面板20的主表面16的方向上所测量的型材的尺寸。每个加强支架51和52的宽度优选地被在15至50mm之间选择。
应该记住，由型材提供的抗弯曲性基本上取决于其横截面的形状和它在施加至其的弯曲力方向上的高度以及其组成材料。
加强支架51，52可以由金属材料制成。图3示出了具有矩形横截面的型材的传统情况。然而，更有利的是使用呈“I”型的型材，如图4所示，其中加强支架具有附图标记152。实际上，对于相同体积的材料，呈“I”型的横截面提供比其它型材横截面更好的抗弯曲性。在图4的示例中，呈“I”型的横截面是对称的。作为变型，呈“I”型的横截面可以是不对称的，即水平杆中的一个(优选地面对玻璃面板20的一个)比另一个长：参阅图11中的图示，其中加强支架具有附图标记252。
对于具有呈“I”型的横截面的型材，加强支架152可以有利地被外皮154包围，从而在“I”的垂直立柱的两侧上，在它的两个水平杆之间提供相应的纵向腔，参阅图5的图示。在加强支架152封装在周边聚合物材料30中之后，保留了这两个纵向腔。因此，它们使得既可以节省聚合物材料，又可以使镶有玻璃的面板10变轻。外皮154优选地由聚合物材料制成。它可以是例如由聚烯烃制成的热收缩护套。一个示例是由3M公司以商标HSR 3000出售的护套。使用热收缩护套也是有利的，因为它使得可以省去加强支架表面的特定制备。具体地，可以消除在现有技术的情况中通常应用于加强支架的电泳处理，其中加强支架没有被提供这种类型的外皮。可替代地，外皮154可以由聚合物材料制成，该聚合物材料对聚合物材料30和加强支架的聚合物材料都具有天然的黏合性。例如，如果周边材料30是聚氨酯，并且加强支架由金属材料制成，外皮152可以由聚氨酯制成。
作为外皮154的替代，在“I”的垂直立柱的两侧上在其两个水平杆之间限定的两个纵向腔可以预先用经济的塑料材料填充，例如聚氨酯泡沫，以便提供相同的优点。
当最终应用中的可用空间允许时，选择可通过压型(也称为滚轧模制)制造的型材横截面是有利的，这使得可以降低加强支架的制造成本。在这种情况下，对于相同体积的材料，从机械抗弯曲性的观点来看，可以通过压型获得的型材通常比呈“I”型的型材性能低。但是，通过仔细选择型材的横截面，可以使性能接近后者的性能。从这个观点来看，使用具有呈“U”型的横截面的型材是有利的，其垂直立柱由水平部分延伸：参阅图12中的图示，其中，加强支架具有附图标记352。两个水平部分还使得可以有利地确保加强支架在聚合物材料30中的锚固。再次从这个相同的观点来看，使用具有包括两个正方形或矩形的横截面的型材甚至是更有利的，所述两个正方形或矩形是彼此间隔开的，但是通过它们各自的边中的一个的延长部分而彼此连接：参阅图14中的图示，其中，加强支架具有附图标记352。
如果希望增加相同尺寸的加强支架的刚度，则型材可以通过纵向肋来补充完整；参阅例如图10中具有呈“U”型的结构的型材的情况，由两个纵向肋452来补充完整，这两个纵向肋452对角地设置，并且如图13所示相交，其中，加强支架具有附图标记452。但是，这种类型的型材只能通过挤出而获得，这是更昂贵的。
可替代地，加强支架51和52中的一个和/或另一个由复合材料制成。这是在考虑最终应用的情况下适当地选择的。对于用于机动车辆顶部的镶有玻璃的面板，选择具有高于或等于70℃的玻璃转变温度的复合材料。该特征使得可以确保在安装在机动车辆上之后加强支架51和52的刚性功能的完整性，同时考虑到车辆在正常使用中易于暴露至的最高温度，即大约60℃，但在镶有玻璃的面板经受的测试中可高达120℃。
制造复合材料的加强支架51，52的事实使得可以减轻它们的重量，但是它们的用途通常假定在最终应用中的可用高度，其大于由钢制成的支架的情况，因为复合材料的杨氏模量通常较低。
如果所选择的复合材料的杨氏模量显著低于钢的杨氏模量，则可以通过限定更复杂的型材形状来至少部分地补偿该差异，并且可选地可以通过加强肋来补充完整该差异，以便将加强支架的高度“h”保持在当加强支架是由钢制成的情况的类似高度。加强肋可以纵向地和/或横向地延伸。通过图15和图16示意性地示出了进一步改善机械抗弯曲性的另一示例，其分别示出了具有附图标记552的加强支架的正视图和透视图。其基于具有两个外侧壁557和558，以及底壁553的型材，这三个壁全沿着加强支架552的整个长度延伸。垂直的纵向加强肋554在这三个壁553，557和558之间延伸。另外，横向加强肋556以规则距离间隔地设置在这三个壁553，557和558之间。
作为示例，复合材料可以是：
-用按重量30％的玻璃纤维或碳纤维加强的聚邻苯二甲酰胺(PPA)，并且具有适当的玻璃转变温度，特别是EMS-GRIVORY集团的HT2C-3X系列的；
-用按重量30％的碳纤维加强的聚醚醚酮(PEEK)；
-用按重量30％的碳纤维加强的环氧树脂，并且具有适当的玻璃转变温度。
加强支架并未放置成与玻璃表面接触，而是或者通过在其包覆模制期间添加至周边聚合物材料30的一层聚合物材料(优选地具有1.5至3mm的厚度)与其分离，或者适当情况下，通过用于将加强支架固定在玻璃面板20上的黏合剂与其分离。
在加强支架仅通过周边聚合物材料30固连至玻璃面板的情况下，优选的是支架的形成大致平面的且连续的表面的面面对玻璃面板20的主表面16设置，而无论加强支架是由金属材料还是复合材料制成：参阅用于图中所示的不同加强支架的附图标记53，153，253，353，453，553和653。这使得可以防止或至少限制在通过周边聚合物材料30的注塑进行包覆模制期间在加强支架区域中玻璃面板20上的有害机械应力的出现，这是由于加强支架内部的聚合物材料的收缩现象，如果加强支架具有朝向玻璃面板20打开的空心轮廓的话。应当理解的是，如果所使用的是通过黏合剂的固定，则也优选的是加强支架的形成大致平面的且连续的表面的面面对玻璃面板20的主表面16布置，这将使加强支架有效地黏合在玻璃面板20上。
应当理解的是，如前所述，可以由复合材料制造两个加强支架中的仅一个，并且由例如钢的金属材料制造另一个支架。类似地，两个加强支架可以具有相同或不同的结构，特别是就其横截面形状或其尺寸而言。
在它们固连在玻璃面板20上之前，加强支架和固定支架被组装以便形成框架。图6示出了通过组装图5中的两个加强支架152(提供有它们的外皮154)和两个固定支架41而获得的这种类型的框架50的示例，而图7示出了在固连在玻璃面板20上之后框架的拐角的局部放大。加强支架152和固定支架41通过它们的纵向端部通过相应的中间部件60彼此之间组装。图9和图10示出了中间部件60的透视图。更具体地，每次，加强支架152的纵向端部和相应的固定支架41的纵向端部嵌套在中间部件60中。为此目的，中间部件60包括能够容纳加强支架152的纵向端部的第一嵌套端口62和能够容纳固定支架41的纵向端部第二嵌套端口61。这两个端口61，62优选地设计成使得通过适合于允许手动***的夹具来进行嵌套，同时确保保持，该保持足以能够在(框架)固连至玻璃面板20之前操作框架而不会拆解框架。因此，框架的制造不需要任何额外的措施(例如黏合)以将其保持在一起，并且因此实施起来特别简单、快速和经济。中间部件60可以通过塑料材料的模制来制造，这是特别经济的。这优选地是用玻璃纤维增强的塑料材料，例如聚酰胺66。中间部件60可以包括刚性肋64。作为变型，是中间部件60嵌套在加强支架的纵向端部中和/或在相应的固定支架41的纵向端部中(而不是相反)，至少如果所涉及的支架的横截面的形状允许这样的话。
在由此形成的框架通过黏合剂和/或周边聚合物材料30的包覆模制固连在玻璃面板20上之后，中间部件60在加强支架152和固定支架41之间局部地加固玻璃面板20。因此，它们限制了在玻璃面板20的拐角中的应力集中，并且因此，它们显著降低了在风荷载效应下或者在镶有玻璃的面板上进行的在中心处加载并通过其拐角悬挂的测试期间，玻璃面板20在拐角区域中破裂的风险。中间部件60优选地设计成使得在邻接地嵌套之后，加强支架152的纵向端部与固定支架41的纵向端部之间的间隔距离‘d’小于30mm，更优选地小于20mm，甚至更优选地小于10mm，并且甚至更有利地小于5mm。距离‘d’最小为0mm，除了支架端部将叠合的特定设计之外。
使用中间部件60来组装加强支架152和固定支架41可具有若干优点。它们使得可以组装加强支架和固定支架，而无论它们各自端部的形状和结构如何。它们使得可以在加强支架的端部是中空的情况下堵塞加强支架的端部，这避免它们在注塑模制操作期间被周边聚合物材料30填充。它们还使得可以组装由不同材料制成的加强支架和固定支架，例如对于第一者由复合材料制成，且对于第二者由金属材料制成，其因此不能通过焊接组装。
可替代地，固定支架和加强支架直接嵌套在彼此中，在它们的端部是相容的以便允许这种***的情况下，这是可能的。
应当理解的是，加强支架152和固定支架41的以框架形式的组装的描述通常应用于具有不同结构的加强支架和固定支架，并且特别应用于具有附图标记51，52，252，352，452，552，652的加强支架和固定支架，但不限制于此。
镶有玻璃的面板10可以如下制造。
在将加强支架和固定支架组装成框架形式之后，将框架和玻璃面板20定位并保持在为此目的而提供的模具中。然后，将周边聚合物材料30通过注入模具中而包覆模制在组件上。模具设计成通过注塑模制完全地包覆模制加强支架和中间部件，而固定支架被部分地包覆模制，以便使设计用于将镶有玻璃的面板10固定至机动车辆顶部的活动盖板平移机构的部件是可达到的。
将加强支架和固定支架连接成框架形式的事实使得可以简化支架在注塑模具中的就位。这通过在注塑模具中放置单个元件(即预组装的框架)而不是四个元件(即每个加强支架和固定支架)，而导致循环时间的减少。另外，由此形成的框架可以仅通过固定支架41的非包覆模制的部件定位和保持在注塑模具中，这是通过使用本身已知的例如基于定位销和/或磁体的***。因此，可以省去用于根据现有技术的加强支架的特定定位措施，即借助于铺设模板通过黏合剂将加强支架预固定在玻璃面板20上，或者使用将加强支架定位在模具中的定位元件(例如磁体或销)，其缺点是在周边聚合物材料30上产生精加工缺陷。
如前所述，周边聚合物材料30可以单独地确保加强支架和固定支架以及中间部件60固连在玻璃面板20上。
作为变型，在就位在模具中以便添加周边聚合物材料30之前，框架可以通过黏合剂(例如双面黏合胶条或胶水)固定在玻璃面板20上。
在所描述的实施例中，加强支架51和52(或它们的变型152，252，352，452，552，652)，中间部件60和固定支架41由周边聚合物材料30完全地或部分地包覆模制。可替代地，通过加强支架，固定支架和(适当情况下)中间连接部件彼此连接而形成的框架以与周边聚合物材料相邻的方式固定在玻璃面板20上。这种可能性由图17至图19示出。在该示例中，玻璃面板20是双层层压型，包括外部玻璃片材21和内部玻璃片材23，它们之间通过聚合物层22(例如聚乙烯醇缩丁醛(PVB))组装。如在前述实施例中那样，通过注塑模制或任何其它适当的方法将具有附图标记30'的周边聚合物材料(在这种情况下为聚氨酯等)施加在层压玻璃20的周边上。由于未通过周边聚合物材料30'固连至玻璃面板20，由加强支架(附图标记752)、固定支架41和(适当情况下)它们之间的中间连接部件(附图标记60')所形成的框架通过黏合剂70(例如胶水或双面黏合胶条)固定在玻璃面板20上。优选地，加强支架752和固定支架41中的每个以及每个中间部件60'因此通过黏合剂固定在玻璃面板20上。
应当理解的是，本发明不限于所描述和示出的示例和实施例，但是可以经受本领域技术人员可获得的许多变型。

Claims (40)

1.一种框架(50)，其设计成待与镶有玻璃的面板(10；10')的玻璃面板(20)固连，所述框架(50)包括：
-两个纵向加强支架(51，52；152；252；352；452；552；652)，从而加强玻璃面板(20)抵抗弯曲变形；和
-两个纵向固定支架(41)，从而将镶有玻璃的面板(20)固定在设计用于容纳所述镶有玻璃的面板的外部结构中；
其中：
-两个纵向加强支架(51，52；151，152)和两个纵向固定支架(41)通过其纵向端部成对地结合，从而形成所述框架(50)，所述框架是预组装的且具有闭合的周边，且所述框架能够作为一件式框架而安装到所述玻璃面板；和
-一个或每个纵向加强支架的至少一个端部或每个纵向端部借助于嵌套组装而结合至相邻纵向固定支架的相应纵向端部；
其中，所述两个纵向加强支架中的每个和所述两个纵向固定支架中的每个相对于所述玻璃面板的外周边而凹入。
2.根据权利要求1所述的框架，其中，所述组装通过具有夹紧调节的嵌套来实施。
3.根据权利要求2所述的框架，其中，一个或每个加强支架的至少一个或每个纵向端部仅借助于具有夹紧调节的嵌套组装而结合至相邻固定支架的相应纵向端部。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的框架，其中，所述嵌套组装包括在加强支架的纵向端部和中间连接部件(60)之间的第一嵌套和在固定支架的纵向端部和所述中间连接部件(60)之间的第二嵌套。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的框架，其中，所述组装包括嵌套加强支架的纵向端部和嵌套固定支架的纵向端部在同一个中间连接部件(60)中。
6.根据权利要求4所述的框架，其中，将嵌套在同一个中间连接部件(60)中的加强支架(152)的纵向端部与固定支架(41)的纵向端部分开的距离(‘d’)小于30mm。
7.根据权利要求1至3中的任一项所述的框架，其中，所述组装包括加强支架的纵向端部和固定支架的纵向端部的彼此直接嵌套。
8.根据权利要求1至3中的任一项所述的框架，其中，固定支架(41)的纵向端部具有面向加强支架(152)的相邻纵向端部的弯曲部分，其中，弯曲部分用于通过嵌套的组装。
9.根据权利要求1至3中的任一项所述的框架，其中，一个或每个加强支架是由金属材料制成。
10.根据权利要求1至3中的任一项所述的框架，其中，至少一个加强支架(452；552)是由复合材料制成，并且以由纵向肋(454；554)和/或横向肋(556)加强的成型部件的形式制造。
11.根据权利要求1至3中的任一项所述的框架，其中，固定支架由金属材料制成。
12.根据权利要求1至3中的任一项所述的框架，其中，两个加强支架(51，52；151，152)和两个固定支架(41)通过它们的纵向端部成对地结合，以确保它们之间的足够的保持，使得能够在与玻璃面板(20)固连之前操作框架(50)而不会拆解它。
13.根据权利要求1至3中的任一项所述的框架，其中，从镶有玻璃的面板的刚性的角度来看，与加强支架相比，固定支架(41)具有可忽略的效果。
14.根据权利要求4所述的框架，其中，将嵌套在同一个中间连接部件(60)中的加强支架(152)的纵向端部与固定支架(41)的纵向端部分开的距离(‘d’)小于20mm。
15.根据权利要求4所述的框架，其中，将嵌套在同一个中间连接部件(60)中的加强支架(152)的纵向端部与固定支架(41)的纵向端部分开的距离(‘d’)小于10mm。
16.根据权利要求4所述的框架，其中，将嵌套在同一个中间连接部件(60)中的加强支架(152)的纵向端部与固定支架(41)的纵向端部分开的距离(‘d’)小于5mm。
17.一种镶有玻璃的面板(10；10')，其包括：
-玻璃面板(20)，其具有：
·第一主面和第二主面(15，16)；和
·周边，其为玻璃面板限定前边缘(11)、后边缘(12)、以及各自在前边缘(11)和后边缘(12)之间延伸的第一侧边缘和第二侧边缘(13，14)；
-设置在玻璃面板(20)周边上的周边聚合物材料(30)；和
-根据权利要求1至16中的任一项所述的框架(50)，其与玻璃面板(20)的第一主面(16)固连；
其中：
-框架(50)的每个加强支架固连在玻璃面板(20)的第一主面(16)上，第一加强支架(51)在沿着前边缘(11)的区域中，且第二加强支架(52)在沿着后边缘(12)的区域中；和
-框架(50)的每个固定支架固连在玻璃面板(20)的第一主面(16)上，第一固定支架(41)在沿着第一侧边缘(13)的区域中，且第二加强支架在沿着第二侧边缘(14)的区域中。
18.根据权利要求17所述的镶有玻璃的面板，其中，加强支架(51，52)完全封装在周边聚合物材料(30)中，并且固定支架(41，42)由周边聚合物材料(30)部分地包覆模制。
19.根据权利要求17所述的镶有玻璃的面板，其中，加强支架(752)和固定支架(41)完全位于所述周边聚合物材料(30)之外。
20.根据权利要求17至19中的任一项所述的镶有玻璃的面板，其中，一个或每个加强支架包括面向玻璃面板(20)定位的面(53；153；253；353，453，553)，所述面沿加强支架的整个长度上形成大致连续的固体表面。
21.根据权利要求17至19中的任一项所述的镶有玻璃的面板，其中，至少一个加强支架(152)是呈“I”型的成型部件，并且用由“I”的两个水平杆之一所限定的面面向玻璃面板(20)地放置。
22.根据权利要求21所述的镶有玻璃的面板，其中，呈“I”型成型部件形式的加强支架(152)被封装在周边聚合物材料(30)中，中空的或填充有不同聚合物材料的两个纵向腔(155)沿着加强支架设置，即在呈“I”型的截面的两个水平杆之间的呈“I”型截面的垂直立柱的每一侧的一个。
23.根据权利要求17至19中的任一项所述的镶有玻璃的面板，其中，至少一个加强支架(352)是呈“U”型的成型部件，并且用由呈“U”型的截面的水平杆所限定的面面向玻璃面板(20)地放置，所述水平杆将呈“U”型的截面的两个垂直立柱在它们的第一端部处彼此连接，“U”的垂直立柱各自在它们的第二端部处由朝向“U”的外部定向的水平部分延伸。
24.根据权利要求17至19中的任一项所述的镶有玻璃的面板，其中，至少一个加强支架是成型部件(652)，其横截面由第一部分和第二部分构成，每个部分具有基本上正方形或矩形的截面并且彼此间隔开，同时通过其各自的边中的一个的延长部分而彼此结合，加强支架用由被延长的所述各自的边限定的面(653)抵靠玻璃面板(20)地放置。
25.根据权利要求17至19中的任一项所述的镶有玻璃的面板，其中，玻璃面板(20)由双层层压玻璃制成，并且包括厚度为0.7mm至3.1mm的第一玻璃片材(23)，以及厚度为1.4mm至3.1mm的第二玻璃片材(21)。
26.根据权利要求17至19中的任一项所述的镶有玻璃的面板，其中，周边聚合物材料(30)设置在玻璃面板(20)的整个周边周围。
27.根据权利要求25所述的镶有玻璃的面板，所述第一玻璃片材(23)的厚度为0.7mm至2.1mm。
28.根据权利要求25所述的镶有玻璃的面板，其中，第一玻璃片材(23)限定玻璃面板(20)的第一主面(16)，且第二玻璃片材(21)限定玻璃面板(20)的第二主面(15)。
29.根据权利要求17所述的镶有玻璃的面板，其中，加强支架(51，52)以及中间连接部件完全封装在周边聚合物材料(30)中，并且固定支架(41，42)由周边聚合物材料(30)部分地包覆模制。
30.一种机动车辆，其包括根据权利要求17至29中的任一项所述的镶有玻璃的面板(20)，所述镶有玻璃的面板安装在车辆的顶部中，其中，两个加强支架相对于机动车辆横向地延伸。
31.根据权利要求30所述的机动车辆，其中，所述镶有玻璃的面板形成活动盖板。
32.一种用于制造根据权利要求17至29中的任一项所述的镶有玻璃的面板的方法，其包括以下步骤：
a)提供或形成根据权利要求1至16中的任一项所述的框架(50)，然后
b)将框架与玻璃面板(20)的主面固连。
33.根据权利要求32所述的方法，其中，在步骤b)中，在玻璃面板的主面和每个加强支架之间，以及在玻璃面板的主面和每个固定支架之间实施固连。
34.根据权利要求33所述的方法，其中，在步骤b)中，还在玻璃面板的主面之间和每个中间连接部件(60)之间实施固连。
35.根据权利要求32至34中的任一项所述的方法，其中，步骤b)包括：
-b1)使框架(50)和玻璃面板(20)在模具中就位；和
-b2)用聚合物材料填充模具，从而将聚合物材料(30)添加在玻璃面板(20)的周边上，其部分地包覆模制固定支架并封装加强支架。
36.根据权利要求35所述的方法，其中，在子步骤b2)中，加强支架被聚合物材料(30)完全封装。
37.根据权利要求35所述的方法，其中，子步骤b1)包括仅通过固定支架(41)使框架(50)在模具中就位且保持在模具中就位。
38.根据权利要求35所述的方法，其中，仅由聚合物材料(30)确保加强支架和固定支架(41)固连在玻璃面板(20)上。
39.根据权利要求35所述的方法，其中，在子步骤b2)中，加强支架和中间连接部件被聚合物材料(30)完全封装。
40.根据权利要求35所述的方法，其中，仅由聚合物材料(30)确保加强支架和固定支架(41)以及中间连接部件固连在玻璃面板(20)上。
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