CZ275898A3 - Zasklívací dílec s natvarovaným rámečkem a způsob jeho výroby - Google Patents

Description

Zasklívací dílec s natvarovaným rámečkem a způsob jeho výroby

Oblast techniky

Vynález se týká zasklívacích dílců, zejména bočního pevného zasklení dopravního prostředku.

Dosavadní stav techniky

Skla pro boční pevné zasklení automobilových vozidel, zejména vozidel osazených v zadní části vozidel, jako jsou zadní okna, se zpravidla opatřují před montáží na karoserii krycím lemem, maskujícím okraj zasklívacího dílce.

Pro zasklívací dílec daného tvaru je možné použít krycí lem, mající tvar přizpůsobený obrysům skla, způsobilý přijmout, za cenu menších deformací, zasklívací dílec, který se zatlačí do uložení, vytvořených pro tento účel. Tento postup vyvolává řadu nevýhod. V první řadě je vůle, která je nevyhnutelně přítomná mezi sklem a prefabrikovaným rámečkem, při rozjezdu vozidla zdrojem vibrací. Je tedy nevyhnutelné oba díly vzájemně spojit lepením. I po lepení z této vůle vyplývá proměnlivé relativní polohování rámečku a zasklívacího dílce, které přináší problémy při vkládání zasklívacího dílce do karosérie, přičemž uživatel má volbu dát přednost buď poloze zasklívacího dílce nebo poloze rámečku vzhledem k otvoru karosérie. Osazování zasklívacího dílce tímto postupem tedy vyžaduje zvýšený počet pochodů, které jsou někdy komplikované, a klade značné nároky na pracovní sílu.

Jsou rovněž známé zasklívací dílce, opatřené obvodovými rámečky, natvarovanými vstřikováním plastu na sklo, zejména zadních oken automobilových vozidel. Rámeček je tra• ·· ···· · · · • · · · ·· ·· ·· · · · ·

-2dičně vytvořen z elastomerního materiálu, buď termoplastického nebo polymerovaného na místě (in šitu) reaktivním vstřikováním (RIM - Reaction Injection Molding) pro splnění, současně s jeho funkcí ochrany okrajů skla, těsnicí funkce. Pro odstranění malé přilnavosti obvyklých elastomerů na skleněný substrát je obvyklé před vstřikováním ukládat na obvodovou oblast skla povlak primeru, určený k tvorbě lepeného spoje s elastomerem. Toto přídavné základování primerem znamená přídavné náklady při výrobě zasklívacího dílce, které nejsou zanedbatelné. Použití tohoto nákladného postupu natvarování není konkurenceschopné pro rámečky s menšími funkčními nároky, zejména rámečky mající v podstatě estetickou nebo ochrannou funkci.

Vynález si klade za úkol opatřit zasklívací dílec obvodovým rámečkem bez problému relativního polohování, a to jednoduchým a reprodukovatelným způsobem, vyžadujícím malé nároky na pracovní silu, a který by byl relativně málo nákladný.

Podstata vynálezu

Tohoto cíle je dosaženo podle vynálezu řešením, používajícím místo běžných elastomerů tuhého plastu pro tvorbu rámečku, svírajícího okraj skla. Neočekávaně se ukázalo, že je možné natvarovat tuhý plast na sklo, aniž by se sklo poškodilo. Podle vynálezu se již nevytváří lepený spoj rámečku na skle, ale spojení mechanickým sevřením, vyplývajícím z tuhosti materiálu tvořícího rámeček.

Vynález přináší zasklívací dílec, obsahující substrát ze skla a/nebo z plastu, monolitní nebo vrstvený, opatřený rámečkem z plastu, natvarovaným na obvodě substrátu, jehož • · ·

-3podstatou je, že rámeček obsahuje na alespoň části svého obvodu drážku ve tvaru v podstatě písmene U, svírající okraj substrátu, přičemž plast je vytvořen z termoplastického polymeru nebo směsi termoplastických polymerů, majících modul v ohybu nejméně 1200 MPa.

Podle různých variant vynálezu může mít rámeček souvislou podélnou drážku, do níž je vsazen okraj substrátu po celém obvodě, nebo může obsahovat pouze části s drážkou ve tvaru písmene U. Počet, poloha a délka těchto částí mohou být snadno určeny odborníkem, v závislosti zejména na tuhosti použité termoplastické hmoty nebo profilu požadovaného pro rámeček, pro zajištění, aby rámeček byl na substrátu držen na místě. Když je například tlouštka natvarované hmoty relativně malá, je rámeček relativně ohebný a je výhodné použít na větší části obvodu rámečku segmenty drážky ve tvaru písmene U, aby se zabránilo riziku vyklouznutí. Naproti tomu bude tlustý rámeček málo ohebný a získá se uspokojivé držení s méně segmenty s drážkou.

Jak bude patrné z dalšího popisu, mohou být zasklívací dílce opatřeny rámečky velmi různých profilů, obsahujícími zejména kromě drážky další části definovaných tvarů, určených k tomu, aby opatřily rámeček funkčními prvky, přítomnými po jeho celé délce, jako je podélné probíhající jazýček, nebo omezených na body nebo segmenty rámečku, jako jsou středící body nebo polohovací zarážky.

Podle vynálezu je natvarovaný rámeček tvořen z tuhého termoplastického polymeru nebo směsi tuhých termoplastických polymerů, obsahujících eventuelně organické nebo minerální plnivo, které se vyznačují modulem v ohybu, měřeným podle ♦ «·

-4normy NFT 51-001, nejméně 1200 MPa, s výhodou od 1200 do 3000 MPa, zejména v rozmezí od 2000 do 3000 MPa. V určitých provedeních, kde může rámeček vykonávat zejména funkci vyztužování skla, může modul případně dosahovat vyšších hodnot.

Tato tuhost dovoluje po chlazení natvarovaného plastu dodávat rámečku svěrnou sílu, dostatečnou k tomu, aby bránila dvěma přírubám tvaru U oddálit se od sebe a uvolnit sklo.

S výhodou má termoplastická hmota tvrdost Shora D nejméně 60, výhodně 60 až 90.

Je výhodné, aby termoplastická hmota vykazovala určité objemové smrštění pro to, aby přispívala sevření. Toto smrštění však nesmí být příliš výrazné, aby sklo neprasklo působením nahodilých napětí. S výhodou má termoplastická hmota obvodové smrštění v rozsahu 0,1 až 1%, přednostně od 0,1 do 0,8%, a zejména 0,1 až 0,5%.

Termoplastický polymer nebo polymery, které jsou použitelné podle vynálezu, jsou různé. Je zejména možné uvést jako příklady nenasycený polyester, polyamid, zejména polyamid 6 nebo 6/6, polyolefin jako polypropylen, tuhý polyvinylchlorid, polystyren, neelastomerní polyuretan, polyacetal, polykarbonát, polyfenylenoxid, kopolymer typu styren-akrylového kopolymeru nebo akrylonitril-butadien-styrenového kopolymeru, a jejich směsi .

V zasklívacím dílci podle vynálezu je natvarovaný rámeček pevně držen na místě pouze svěrnou silou, kterou vyví-5jí v důsledku své tuhosti.

Aby se zabránilo eventuelním poruchám držení rámečku v jeho poloze, například silným roztahováním hmoty působením tepla, je možné doplnit mechanickou svěrnou sílu částečným lepeným spojem mezi substrátem a natvarovaným rámečkem.

Vynález tak navrhuje, že se nanáší na okraj substrátu na alespoň části jeho délky primer pro lepení, podporující přilnavost natvarovaného plastu výlučně na čelo okraje substrátu. Protože se jedná pouze o doplňkové opatření, je základování primerem pouze na čele okraje dostatečné. Přes to, co bylo řečeno v úvodu, je tato varianta výhodná, protože vyžaduje pouze přibližné nanesení primeru na čelo okraje skla, na rozdíl od přesného nanášení na celou okrajovou oblast substrátu v případě natvarovávání elastomerních materiálů. Množství příměrové kompozice, použité podle této varianty vynálezu, je tedy značně nižší, než podle stavu techniky, a je kromě toho možné zpracovávat více substrátů najednou tak, že se příměrová kompozice nanáší na čelo celého souvrství skel. Produktivita a výrobní náklady tedy nejsou výrazně ovlivněny. Primer použitelný podle vynálezu může být jakéhokoli známého typu, zejména na podkladě silanu.

Jak bylo uvedeno výše, má natvarovaný rámeček zasklívacího dílce podle vynálezu obecně tvar přizpůsobený budoucímu okolí skla a může zejména obsahovat více funkčních prvků, jako jsou například polohovací zarážky nebo upevňovací prvky, použitelné pro montáž zasklívacího dílce v okenním otvoru. Může se jednat o souvislé prvky, přítomné na celém obvodě rámečku, nebo prvky délky omezené na konkrétní úsek rámečku, vyplývající z místní změny průřezového tvaru jeho > · · • · « • ··

-6profilu.

Takové funkční prvky mohou mít tvar, který přesahuje těleso rámečku, například pro maskování prostoru mezi sklem a dnem polodrážky, nebo mezery v karoserii. Ve výhodné variantě má tento přesahující prvek tvar s otvory nebo vybráními a může hrát roli větracího prvku postranního okna, zabudovaného do zasklívacího dílce.

Funkční prvky mohou být vytvarovány se zbytkem rámečku ve formě odpovídajícího konstantního nebo proměnlivého tvaru, ale mohou být také neseny vložkami, zabudovanými do termoplastické hmoty vstřikované do formy pro natvarovávání.

Může se rovněž jednat o prvky osazené na těleso rámečku po natvarovávání, upevněné zejména lepením. Například je možné umístit na obvod natvarovávaného rámečku profil z poddajného a deformovatelného materiálu, který při montáži zasklívacího dílce do otvoru dosedne proti dnu polodrážky otvoru. Tento profil, který není nezbytně souvislý, ani přítomný na celém obvodě rámečku, může vyvolat nejméně tři výhodné účinky. Jednak omezuje vibrace skla v otvoru, dále snižuje areodynamický hluk a dalším účinkem je, že když má dostatečný součinitel tření na polodrážce, zajistuje přidržování skla v jeho poloze během tuhnutí montážního lepidla. Výhodně použitelným materiálem pro vytvoření tohoto profilu je pěnový polyuretan, který může být osazován různými způsoby, zejména tím, že se lije, vstřikuje nebo vytlačuje na rámeček kapalná nebo viskózní hmota, která tvrdne in šitu, nebo že se lepí předem vytlačovaný profil pomocí vhodného lepidla.

• · 9 9 9 9 9 ·· ·*« · · • · · 9 9 9 9 9 9 9

9999 99 99 99 99 99

-ΊPřítomnost těchto funkčních prvků na rámečku, jako tvaru přesahujícího obvod skla, nebo prvku ve spojení s otvorem, je umožňována podle vynálezu vzhledem k výbornému držení rámečku v důsledku jeho svěrné síly, vyvíjené na substrát. Tradiční rámeček, prefabrikovaný lisováním a po té nasazený na substrát, pokud by byl opatřen analogickými prvky, by neposkytl uspokojivé výsledky, neboř namáhání vyplývající ze vzájemného působení těchto prvků s jejich okolím by nenapravitelně ovlivnilo relativně slabé mechanické spojení rámečku se substrátem, které by mělo za následek zvýšené riziko vyvléknutí a uvolnění rámečku.

Zasklívací dílec podle vynálezu se obzvláště dobře hodí pro řadu případů použití, kde není mezi sklem a natvarovaným prvkem požadována úplná těsnost. Takový zasklívací dílec může výhodně tvořit boční sklo auta, upevněné do otvoru v karosérii prostřednictvím profilu z lepicí hmoty, uložené na samotný skleněný substrát, přičemž rámeček má funkci pouze krýt spáru, a těsnost mezi sklem a otvorem je zajišťována samotným profilem z lepicí hmoty.

Natvarovávání tuhé termoplastické hmoty, použité podle vynálezu, je proveditelné v obvyklých zařízeních pomocí klasických postupů, při kterých se substrát uloží do formy, forma se uzavře a uvede po tlak, do formy se vstříkne termoplastická hmota ve viskózním stavu, a nakonec se vstříknutá termoplastická hmota ochladí. Vstřikování podle vynálezu může používat jediný plast, ale také více plastů postupem souběžného vstřikování. Vynález je rovněž slučitelný se složitějšími postupy, jako je vstřikování podporované plynem (IAG). Při tomto postupu se současně se vstřikováním plastu vhání inertní plyn, v typickém případě dusík, takže tvoří • to

-8·· ·· to · · · • ·· • · · · • · · ···· ·· ·· ·· • ·· · • · ·· to · · · • · · · ·· ·· • to toto ► ·· 4 ► ··· ··· · « • · 4 ·· ·· kanálek nebo alespoň bublinky ve vstřikovaném plastu, čímž se získá dutý rámeček a ušetří se tak nezanedbatelné množství plastu. Použití parametrů vstřikování postupem IAG je však poměrně choulostivé a vede často k tomu, že bublina plynu se dostane do styku se substrátem. Při použití obvykle používaných elastomerních materiálů pro natvarovávání na skle tato situace vede ke ztrátě přilnavosti rámečku na substrátu, která je velmi nevýhodná z hlediska celistvosti zasklívacího dílce s natvarovaným rámečkem. Tato nevýhoda v případě vynálezu odpadá, nebot tuhost natvarovaného rámečku kompenzuje eventuelní nedostatky materiálu v důsledku vad pocházejících ze vhánění plynu.

Je obecně v mezích možností odborníka, jak určit známým způsobem hlavní parametry vstřikování s ohledem na reologické a mechanické vlastnosti termoplastické hmoty. Podle vynálezu je fáze ochlazování relativně rozhodující, protože právě v důsledku ochlazování plast začíná vyvíjet na okraj substrátu svěrnou sílu. Mezi rozhodujícími parametry bude moci být tlak, vyvíjený ve formě v této fázi, přizpůsoben každému termoplastu v závislosti na jeho objemovém smrštování při ochlazování, aby se substrát s natvarovávaným rámečkem nevystavil napětím, která by přinášela riziko vyvolání jeho křehkosti nebo i jeho rozbití. Dalšími parametry, které je třeba brát na zřetel, jsou rychlost ochlazování a teplotní spád ve formě.

Vynález v tomto smyslu navrhuje zlepšený způsob výroby výše uvedeného zasklívacího dílce, při kterém se vstřikuje termoplastická hmota do formy, do níž byl před tím vložen substrát, po čemž následuje chlazení, jehož podstatou je, že tepelné zpracování, kterému byla podrobena termoplastická ·· ·· • · · · • ·· • · · • · · ···· ··

-9·· ·· • · · · • · ·· • 9 · 9 9 9

9 9 9

99

99

9 9 * • 9 99

999 9 9

9 9

9· 99 hmota během chlazení, je místně nastaveno tak, že se řídí objemové smrštění termoplastické hmoty v každém bodě natvarovaného rámečku.

Zejména se bude s výhodou řídit teplota formy během chlazení, například použitím chladicích kanálků, uložených přiměřeným způsobem ve formě pro udělování různých teplot a tedy i různých smrštění po délce obvodu rámečku. Je tak možné tvořit proměnlivá svěrná namáhání podél rámečku a seřizovat tak spojovací sílu mezi rámečkem a substrátem v jeho každém bodě.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladech provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr.l příčný řez prvním provedením zasklívacího dílce podle vynálezu, obr.2 příčný řez druhým provedením zasklívacího dílce podle vynálezu, a obr.3 příčný řez třetím provedením zasklívacího dílce podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Zasklívací dílec 1, znázorněný na obr.l, je určený k upevnění lepením do otvoru pro postranní okno automobilového vozidla ve stěně 2 pomocí lepicího profilu 2 montážního lepidla. Obsahuje skleněný substrát 4., opatřený na straně obrácené dovnitř vozidla přípravnou vrstvou 4a, jako vrstvou opakního emailu, k níž ulpívá profil 2 z lepicí hmoty, a obvodovým rámečkem 5, vytvořeným natvarováním tuhé termoplastické hmoty. Jako konkrétní příklad tuhého termoplastu je možné uvést zejména tuhý PVC, mající modul v ohybu (podle normy NFT 51-001) okolo 2000 MPa, tvrdost podle Shora D 70 a objemové smrštění 0,3%. Rámeček 5 má profilovou část ve tvaru • · ftft • •ft * · • · · ·« ·* ft ·

-10ft ftft · ftft • · ·· • ftft ft • ftft · • ft ·· písmene U, do níž je zasunut okraj 6 substrátu 4, a vymezující podélnou drážku, jejíž dno 7 a boční stěny 8 a 9 jsou ve vzájemném styku s okrajem 6. Rámeček 5 obsahuje rovněž vystupující část 10 ve tvaru jazýčku, vystupující směrem ven ze substrátu 4 a která kryje dno obruby, vytvořené okolo obvodu otvoru ve stěně 2 .

Obr.2 znázorňuje variantu vynálezu, v níž se provádí lepivé spojení mezi rámem a obvodovým okrajem substrátu. Zasklívací dílec 11, znázorněný ve stavu upevněném k okrajům 12 otvoru pro postranní okno pomocí profilu 13 z lepicí hmoty, obsahuje skleněný substrát 14, opatřený na obvodě své vnitřní plochy neprůhledným povlakem 14a, a jehož okraj je na svém čele opatřen přípravným primerem 15 na bázi silanu, a dále rámeček 16, jehož profil má část ve tvaru písmene U, do níž je vsazen okraj substrátu 14, a která vymezuje podélnou drážku, jejíž dno 17 je ve styku s vrstvou primerů 15.

Při vstřikování termoplastické hmoty pro tvarování profilu 16 termoplastická hmota chemicky vzájemně spolupůsobí s vrstvou primerů, nanesenou na okraji substrátu, a vytváří se lepivé spojení mezi dnem 17 drážky a substrátem prostřednictvím vrstvy primerů 15. Termoplastická hmota, tvořící obě postranní stěny 18 a 19 drážky ve tvaru písmene U naproti tomu chemicky vzájemně nepůsobí s nezpracovanými povrchy substrátu 14, takže po vychladnutí obě stěny 18 a 19 vyvíjejí na povrchy substrátu pouze mechanické svěrné působení, vyplývající z tuhosti termoplastické hmoty.

Ve variantě znázorněné na obr.2 obsahuje profil 16 dále podélné žebro 20, určené pro omezování rozšiřování profilu 13 z montážní lepicí hmoty, zajištující upevnění za4

4 4

4· ·· ·· 44 ·« ·· • ••4 · · 4 ·

44 4 4 ·4

4 · 4 4 · 4 ···· 4· 44 44

-114· • 4 sklívacího dílce po obvodě otvoru. V jiné variantě může být žebro 20 nahrazeno bodovými polohovacími zarážkami, určenými k fixování vzdálenosti zasklívacího dílce 11 vzhledem ke karosérii .

Obr.3 znázorňuje jiné provedení vynálezu, v němž již skleněný substrát není sevřen souvisle po celém obvodě, ale je uspořádán pouze nesouvisle po určitých úsecích rámečku. Zasklívací dílec 21, znázorněný jako v předchozích případech přilepený k polodrážce 22 profilem z lepicí hmoty, v tomto případě obsahuje skleněný substrát 24 a rámeček 25, uspořádaný po obvodě substrátu při střídavém pokrývání dvou a tří ploch okrajové oblasti 26 substrátu. Rámeček 25 tak obsahuje úseky ve tvaru písmene U, prostřídané s úseky ve tvaru písmene L. Řez znázorněný na obr.3 je veden úsekem ve tvaru písmene U, kde rámeček má tři stěny 27, 28.# 29 v dotyku s vnější plochou, čelem okraje a vnitřní plochou skla. Podél tohoto úseku je okrajová oblast 26 substrátu sevřena v tuhé drážce, tvořené těmito třemi stěnami.

Část rámečku, znázorněná v pozadí řezového pohledu, obsahuje dlouhý úsek se dvěma stěnami ve tvaru písmene L v dotyku s vnější plochou a s čelem okraje zasklívacího dílce, a kratší úsek, mající opět profil U se stěnou 29 v dotyku s vnitřní plochou substrátu.

Zasklívací dílec 21 dále obsahuje poddajný profil 30, například z pěnového polyuretanu, přilepeného k vnější ploše stěny 28 rámečku 25 a sloužícího k tlumení vibrací a aerodynamického hluku při jízdě vozidla opatřeného zasklívacím dílcem 21. Profil kromě toho dovoluje vzhledem ke tření, vyvíjenému na polodrážku 22, udržovat zasklívací dílec ·· ♦· ·· ·· ·· ·· ···· · · · · ···· • ·· · · ·· 9 · ·· • · 9 9 9 9 9 9 9 999 9 9

9 9 9 9 9 9 9 9 9

9999 ·· ·· ·· ·· ·*

-12na místě po dobu tuhnutí profilu 23 z lepicí hmoty. Bude patrné, že rámeček 25 dokonale drží v jeho poloze na substrátu 21, jakož i během jeho montáže a následného použití vozidla přes namáhání, která jsou na něj přenášena profilem 30.

Vynález, který byl popsán na případě zasklívacího dílce pro automobilové vozidlo, není nijak omezen na toto provedení, ale je uzpůsoben na velký počet typů zasklívacích dílců.

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zasklívací dílec, obsahující substrát (4, 14, 24) ze skla a/nebo z plastu, monolitní nebo vrstvený, opatřený rámečkem (5, 16, 25) z plastu, natvarovaným na obvodě substrátu, vyznačený tím, že rámeček obsahuje na alespoň části svého obvodu drážku ve tvaru v podstatě písmene U, svírající okraj (6, 26) substrátu, přičemž plast je vytvořen z termoplastického polymeru nebo směsi termoplastických polymerů, majících modul v ohybu nejméně 1200 MPa.
2. 2. Zasklívací dílec podle nároku 1, vyznačený tím, že plast je vytvořen z termoplastického polymeru nebo směsi termoplastických polymerů, majících modul v ohybu 1200 až 3000 MPa.
3. 3. Zasklívací dílec podle nároku 1 nebo 2, vyznačený tím, že termoplastická hmota má tvrdost Shora D nejméně 60, s výhodou 60 až 90.
4. 4. Zasklívací dílec podle nejméně jednoho z nároků 1 až 3, vyznačený tím, že termoplastická hmota má objemové smrštění od 0,1 do 1%.
5. 5. Zasklívací dílec podle nejméně jednoho z nároků 1 až 4, vyznačený tím, že termoplastický polymer je zvolen ze skupiny obsahující polyamid, polypropylen, polyvinylchlorid, polystyren, akrylonitril-butadien-styrenový terpolymer a jejich směsi.
6. 6. Zasklívací dílec podle nejméně jednoho z nároků 1 až 5, vyznačený tím, že čelo okraje substrátu je alespoň • · • · ·

   4 · ·

   9 9 9 · 9

   9 99 9

   9 9 9 9 9

   9 9 9 9

   9999 99 99

   -14• · 99 zčásti opatřeno povlakem primeru (15) pro lepení.
7. 7. Zasklívací dílec podle nejméně jednoho z nároků 1 až 6, vyznačený tím, že natvarovaný rámeček (16, 25) obsahuje nejméně jeden funkční prvek (29, 30), zejména polohovací nebo upevňovací prvek, použitelný pro osazení zasklívacího dílce do otvoru.
8. 8. Zasklívací dílec podle nároku 7, vyznačený tím, že funkční prvek je nesen vložkou, zabudovanou do natvarované termoplastické hmoty.
9. 9. Zasklívací dílec podle nároku 7, vyznačený tím, že funkční prvek je poddajný profil (30), přilepený k obvodu rámečku (25).
10. 10. Způsob výroby zasklívacího dílce podle nejméně jednoho z nároků 1 až 9, při kterém se vstřikuje termoplastická hmota do formy, do níž byl před tím vložen substrát, po čemž následuje chlazení, vyznačený tím, že tepelné zpracování, kterému je podrobena termoplastická hmota během chlazení, je místně nastavováno tak, že se řídí objemové smrštění termoplastické hmoty v každém bodě natvarovaného rámečku.