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In zwei sich kreuzenden Richtungen gebogene Windschutzscheibe für
Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft in zwei sich kreuzenden Richtungen gebogene
Windschutzscheiben für Kraftfahrzeuge, bei denen ein schwach gebogener Mittelteil
an seinen Enden über seitliche Bereiche scharfer Krümmung in Flügelteile übergeht
und die einen ebenen Kappenteil aufweisen.
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Die große Beliebtheit der sogenannten Panorama-oder zurückgebogenen
Windschutzscheiben hat bewirkt, daß eine stärkere Nachfrage nach einem größeren
Sichtbereich und einem vergrößerten Blickfeld bei Kraftfahrzeugen aufgetreten ist.
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Eine solche Nachfrage hat bedingt, daß das Blickfeld oder die gesamte
Glasoberfläche der Windschutzscheibe dergestalt erweitert ist, daß es zunehmend
schwieriger wird, die Lichtverzerrung in einer derartigen Windschutzscheibe hintenan
zu halten.
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Dies gilt besonders für diejenigen Zonen der Windschutzscheibe, die
eine starke Krümmung aufweisen. Besonders werden die Verhältnisse bei den Panorama-Windschutzscheiben
schwierig, wenn diese nach oben gezogen und sodann in einer Krümmung nach hinten
geführt werden, um so mit dem Dach des Kraftfahrzeuges unter Bildung einer sogenannten
»kappenförmigen« Windschutzscheibe abzuschließen.
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Das Herstellen einer derartigen Windschutzscheibe bedingt ein Biegen
um beide Hauptachsen der Glas-Scheiben, die für die Herstellung der Windschutzscheibe
verwendet werden. Die gewöhnlich angewandte längsseitige Biegung um die Querachse
der Scheibe ist notwendig, um die relativ scharf gekrümmten Endteile der Windschutzscheibe
zu bilden. Eine zweite Biegung um die Längsachse der Scheibe ist notwendig, um den
Kappenteil der Krümmung zu bilden.
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Bis jetzt hat sich das Biegen von Glasscheiben in die Panoramaform
als außerordentlich schwierig erwiesen. Durch die Hinzunahme des gekrümmten Kappenteiles
am oberen Ende der Windschutzscheibe erwiesen sich die Schwierigkeiten beim Biegen
der Glasscheiben als fast unüberwindlich, weil gefunden wurde, daß die Bildung einer
»kappenförmigen« Windschutzscheibe, die keine optische Verzerrung aufweist, außerordentlich
schwierig ist.
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Dies gilt besonders für die Zonen starker Krümmung an den Stellen,
an denen die Kappenteile mit den Endteilen verbunden sind.
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So gibt es Windschutzscheiben mit Flügelteilen und Kappenteil, die
in den Bereichen scharfer Krümmung eine doppelte Krümmung aufweisen, weil sich die
Kappenteile bis in die Flügelteile oberhalb der Vordertür des Kraftwagens erstrecken.
Eine andere bekannte Windschutzscheibe dieser Art besitzt überwiegend eine sphärische
Wölbung; auch hierbei krümmt sich der Kappenteil bis in den Flügelteil hinein.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine doppelt gekrümmte Windschutzscheibe
mit Flügelteilen und Kappenteil, also mit einer Biegung um beide Hauptachsen, so
auszugestalten, daß das gesamte vergrößerte Blickfeld und insbesondere die Bereiche
relativ starker Krümmung zwischen dem Mittelteil und den Flügelteilen frei von optischer
Verzerrung sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die seitlichen
Bereiche scharfer Krümmung als kegelstumpfartige, sich zwischen den Längsseiten
erstreckende, sich nach dem Kappenteil zu verjüngenden Biegungen ausgebildet sind
und daß die Enden des Kappenteiles außerhalb der kegelstumpfartigen Biegungen liegen.
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Durch diese Ausgestaltung in den Bereichen scharfer Krümmung erhält
man einen übergangs- und Flügelteil, der aus vollständig geradlinigen Elementen
zusammengesetzt ist. Hierbei tritt der gewünschte technische Effekt auf, daß schädliche
Verzerrungen vermieden werden, wie sie auftraten, wenn sich die
Kappenteile
der bekannten Windschutzscheiben bis in den Bereich der Flügelteile erstreckten.
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Daher hat die Windschutzscheibe gemäß der vorliegenden Erfindung wesentlich
bessere optische Eigenschaften, die eine verzerrungsfreie Durchsicht ermöglichen.
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In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung
veranschaulicht. Es zeigt Fig.1 ein-Schaubild der erfindungsgemäßenKappenwindschutzscheibe,
Fig. 2 eine Seitenansicht der Windschutzscheibe der Fig. 1 nach dem Einbau in ein
Kraftfahrzeug" Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie 3-3 der Fig. 1, Fig. 4 eine
Rückansicht der Kappenschutzscheibe der Fig. 1, Fig. 5 einen Längsschnitt längs
der Linie 5-5 der Fig. 2, Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 der Fig. 2, Fig.
7 ein Schaubild einer abgeänderten Kappenwindschutzscheibe, Fig. 8 eine Endansicht
der abgeänderten Kappenwindschutzscheibe der Fig. 7, Fig. 9 ein Schaubild der Kappenwindschutzscheibe
der Fig. 1 nach Einbau in ein Kraftfahrzeug, Fig. 10 ein Schaubild der abgeänderten
Kappenwindschutzscheibe der Fig.7 nach Einbau in ein Kraftfahrzeug, Fig. 11 eine
Seitenansicht einer Biegeform zur Bildung der erfindungsgemäßen Windschutzscheibe
im geschlossenen Zustand, Fig.12 die Draufsicht auf die Biegeform der Fig. 11, Fig.
13 einen Längsschnitt längs der Linie 13-13 der Fig. 12 der Form im geöffneten Zustand
mit zwei zum Biegen darin angeordneten Glasscheiben, Fig. 14 einen Querschnitt längs
der Linie 14-14 der Fig. 12, Fig. 15 einen Teilquerschnitt von zwei zu einer Kappenkrümmung
gebogenen Glasscheiben.
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Fig. 16 einen weggebrochenen Seitenaufriß, der einen Teil der Stützvorrichtungen
der Form für die Glasscheiben zeigt, Fig. 17, 18 und 19 Draufsichten von Glasscheiben,
denen Kappenkrümmung vermittelt werden soll, während sie den verschiedenen Stufen
des Biegevorganges unterworfen werden, und Fig. 20, 21 und 22 Teilansichten längs
der Mittelquerlinie der entsprechenden in Fig. 17, 18 und 19 gezeigten Scheiben.
; Ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Windschutzscheibe, das in
Fig. 9 im eingebauten Zustand veranschaulicht ist, wird an Hand der Fig. 1 bis 6
näher erläutert.
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Die Windschutzscheibe 40 besteht aus zwei gebogenen Glasscheiben
41 mit einer diese verbindendenden Kunststoffzwischenlage 42. Die Oberfläche 43
ist dem vorderen und die Oberfläche 44 dem hinteren Ende des Fahrzeugs 45 zugewandt.
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Jede der Glasscheiben 41 ist sowohl um ihre Längsachse x-x als auch
um ihre Querachse y-y (Fig. 1) gebogen. Die Biegung erfolgt symmetrisch zur Querachse
y-y. Die Scheibe besitzt einen relativ flachen Mittelteil 46, der sich von der unteren
Längskante 47 um ein begrenztes Stück nach oben erstreckt, und geht dann in den
Kappenteil 52 über. Zu beiden Seiten befinden sich die Seitenteile 49, die durch
die Zonen starker Krümmung 48 und die flachen dreieckigen Flügelteile 50 gebildet
werden. Der Krümmungsradius des Bereichs 48 liegt unter etwa 30,5 cm. Die beiden
Flügelteile 50 stehen etwa parallel zueinander. Um das größtmögliche symmetrische
Blickfeld zu erhalten, werden die Seitenteile 49 in den Zonen 48 praktisch mit der
gleichen Breite wie der Mittelteil 46 ausgeführt (Fig. 1. und 2).
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Die Oberfläche des gesamten Seitenteiles 49 ist durch gerade Linien
begrenzt, die sich von der unteren Längskante 47 zur oberen Längskante 51 der Windschutzscheibe
40 erstrecken. Die untere Kante 47 liegt in einer Ebene, die die untere Kante des
Mittelteiles 46 und die untere Kante der Seitenteile 49 gemeinsam haben. Der Krümmungsradius
der Zone starker Krümmung 48 nimmt von unten nach oben ab. Damit ergibt sich in
diesem Bereich die Form eines Kegelstumpfes, wobei sich die Mittelpunkte der Krümmungsradien
außerhalb der Glasscheibe befinden.
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Der Kappentei152 erstreckt sich nach hinten in Richtung auf das Dach
des Kraftfahrzeuges. Er verläuft praktisch parallel zu der Längsachse x-x der Glasscheibe
41. Der Kappenteil 52 weist im,Anschluß an die obere Längskante 51 einen relativ
flachen Scheibenteil auf, der in einem Winkel zu den von den Flügelteilen 50 definierten
Ebenen steht. Wie Fig. 4 zeigt, besteht die obere Längskante 51 der Glasscheibe
41 aus einer relativ flachen und praktisch horizontalen Hinterkante 53 des
Kappenteiles 52, relativ stark gekrümmten Kanten 54 der Zonen 48 und den praktisch
senkrechten parallelen Hinterkanten 55 der Flügelteile 50. Der Krümmungsradius der
Kantenabschnitte 54 ist ziemlich klein und beträgt etwa 11,5 bis 15,6 cm: Die Endpunkte
56 des Kappenteiles 52 befinden sich etwa an denjenigen Punkten der oberen Längskante
51, an denen der Kantenabschnitt 53 in den stärker gekrümmten Kantenabschnitt 54
übergeht.
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Um die optische Verzerrung zu verringern, wird der praktisch flache
Kappenteil 52 mit dem sehr wenig gekrümmten Mittelteil 46 über eine Zone ungleichmäßiger
Krümmung 57 verbunden (Fig. 1 bis 3), die quer zu dem Mittelteil 46 um die Längsachse
x-x der Glasscheibe 41 gebogen ist. Der kleinste Krümmungsradius dieser ungleichmäßigen
Biegung befindet sich in der Mitte der Windschutzscheibe 40. Hier beträgt dieser
Krümmungsradius zwischen 28 und 30,5 cm. Der Krümmungsradius wird außerhalb der
Querachse y-y der Scheibe nach und nach größer, bis die Biegung an den Punkten 56
verschwindet.
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Somit überschneidet der ungleichmäßig gekrümmte Teil 57, der den Mittelteil
46 mit dem Kappenteil 52 verbindet, nicht die stark gebogenen Teile 48, die den
Mittelteil 46 mit den Flügelteilen 50 verbinden: Die Fig. 7, 8 und 10 zeigen eine
andere Kappenwindschutzscheibe, die ebenfalls einen Mittelteil 46, einen Kappenteil
52 und Seitenteile 58 aufweist, die miteinander durch gekrümmte Teile 48 und 57
verbunden sind. Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen ähnliche Teile wie im ersten
Ausführungsbeispiel. Eine Abänderung besteht insofern, als ein Teil der Seitenteile
58 ausgespart oder entfernt worden ist. Der Umriß dieser Seitenteile 58 wird durch
einen geradlinigen Teil der unteren Längskante 47, einen nach oben verlaufenden
geradlinigen Kantenteil 59, einen an seinem oberen Ende ansetzendem gekrümmten
Kantenteil 60 und die obere Längskante 51 der Windschutzscheibe 40 gebildet. Vorzugsweise
schneiden sich die Kanten 60 und 51 in der Zone starker Krümmung
48.
Gegebenenfalls können sich die Kanten 60 und 51 auch in einer praktisch vertikalen
Hinterkante des Flügelteiles 61 schneiden.
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Die Oberfläche des abgeänderten Seitenteils 58 wird wiederum durch
gerade Linien begrenzt, die sich von der unteren Längskante 47 bis zur oberen Begrenzungskante
des Seitenteiles erstrecken. Die ausgesparten Teile sind nicht auf die flachen Flügelteile
61 begrenzt. sondern können sich auch in die Zonen starker Krümmung 48 erstrecken.
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Obgleich die Windschutzscheibe 40 den Eindruck vermittelt, als sei
sie mehrfach gebogen mit zwei übereinander schneidenden Zonen starker Krümmung,
so werden die Krümmungen jedoch sowohl in der Windschutzscheibe als auch bei dem
weiter unten beschriebenen Biegen derselben getrennt und einzeln ausgeprägt-In den
Fig. 11 bis 14 wird eine Biegevorrichtung 62 zur Herstellung einer oder zweier Glasscheiben
mit der erfindungsgemäßen Gestaltung gezeigt. Sie weist ein Traggerüst 63 auf, das
die Biegeform 64 trägt. Das Gerüst 63 besitzt Längsschienen 65, Querschienen 66
an deren Enden, Führungsschienen 67 an deren Unterseite und Stützen 68 an den vier
Ecken des Gerüstes.
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Die Form 64 ist eine Skelett- oder Rahmenform und besitzt einen Mittelabschnitt
69 mit daran gelenkig befestigten Endabschnitten 70. Der Mittelabschnitt 69 wird
durch Schienen 71 und 72 mit umgekehrtem T-Profil gebildet, deren formgebende Flächen
g und h zur Aufnahme der Glasscheibe beim Biegen bestimmt sind (Fig. 12 und 14).
Die beiden Schienen sind durch mehrere Stangen 73 miteinander verbunden. Die formgebende
Fläche g der Schiene 71 ist in der Querschnittsansicht praktisch flach, die formgebende
Fläche h der Schiene 72 konvex gekrümmt (Fig. 14).
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Die beiden Formendabschnitte 70 sind praktisch gleich und bestehen
aus zwei gekrümmten Seitenschienen 74 und 75 mit umgekehrtem T-Profil, deren obere
Kanten am äußeren Ende durch ein kurzes und gerades Schienenstück 76 miteinander
verbunden sind. Die Endabschnitte 70 sind mit dem Mittelabschnitt über ein Scharnier
verbunden, das aus dem Winkel 77 mit dem Gelenkauge 78 einerseits und dem gabelartigen
Bauteil 79 andererseits besteht, die durch einen Bolzen 80 drehbar miteinander derart
verbunden sind, daß in der geschlossenen Stellung der Form die formgebenden Flächen
des Mittelabschnitts und der Endabschnitte aneinander anschließen.
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Um die Form aus der geöffneten Lage (Fig. 13) in die geschlossene
Lage (Fig. 11) zu bringen, greift ein Stab 81 durch V-förmige Bauteile 82 an den
Schienen 74 und 75. Außen sind die Stäbe 81 an Hebeln 83 befestigt, deren obere
Enden schwenkbar auf Bolzen 84 an den Stützen 68 sitzen.
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Neben dem Mittelteil der Schiene 72 befindet sich eine Stützvorrichtung
85, die aus einer Stange 86 mit einer Reihe Scheibenaufnahmeblöcken 87 besteht,
die mit geringem Abstand über die gesamte Länge der Stange verteilt sind. Jeder
Block 87 sitzt drehbar auf der Stange 86 und kann in einer vertikalen Ebene schwenken,
so daß er sich genau der Unterseite der Scheibe anpassen kann. An beiden Enden trägt
die Stange 86 einen Längsschlitz 88, in dem das Ende 89 eines Armes 90 gleitend
aufgenommen ist. Das andere Ende des Armes ist fest mit der die Form tragenden Stange
81 verbunden. An der gegenüberliegenden Längskante ist die Glasscheibe nur an zwei
Punkten abgestützt. Dies geschieht mit Hilfe zweier gebogener Arme 91, die an dem
einen Ende Scheibenaufnahmeblöcke 92 tragen und am anderen Ende mit den Stäben 81
verbunden sind. Die Blöcke 92 sind in Querrichtung mit den Endblöcken 87 ausgerichtet
und bewegen sich beim Schließen der Form synchron miteinander.
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Zusätzliche Stangenteile 93 mit einer der Formschiene ähnlichen Gestalt
sind im Innern des Formrahmens angeordnet. Auf diese Weise kann man in bekannter
Weise beim Abkühlen der gebogenen Scheiben ein Druckspannungsband erzeugen, das,
wenn die Scheibe längs dieses Bandes zurechtgeschnitten wird, die Festigkeit der
Scheibenkante erhöht.
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Um Biegungsgrad und Biegungsstelle genau festlegen zu können, ist
es zweckmäßig, relativ stark zu krümmende Teile der Scheibe auf eine höhere Temperatur
zu bringen als weniger stark zu biegende Scheibenteile. Zu diesem Zweck ist ein
Wärme absorbierendes Bauteil 94 unter dem Mittelabschnitt 69 der Form angeordnet.
Es besitzt Trapezform und erstreckt sich von einem Punkt außerhalb der Schiene 71
bis zu einem Punkt, der etwas jenseits der Längsachse x-x der Glasscheiben liegt.
Die innere Kante 95 des Bauteiles 94 erstreckt sich etwa parallel zu den Schienen
71 und 72. Daran schließen sich schräg nach außen verlaufende Seitenkanten 96 an,
die außerhalb der Form durch gerade Kanten 97 fortgesetzt werden. Das Bauteil 94
ist als Gitter mit sich einander schneidenden Metallstäben dargestellt, die auf
einem feuerfesten Material aufliegen. Es kann jedoch auch andere Bauweisen zeigen
oder aus anderen Materialien hergestellt sein.
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Ferner sind zwei Wärme absorbierende Bauteile 98 etwa unter den Enden
der Schiene 72 angebracht. Die inneren Längskanten 99 dieser Bauteile 93 haben einen
Abstand von der inneren Längskante 95 des Bauteiles 94. Die inneren Querkanten 100
sind etwa auf den Schnittpunkt der Kanten 95 und 96 gerichtet.
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Als Biegeofen empfiehlt sich ein Ofen mit Deckenbrennern, die in einem
wähl- und veränderbaren Muster bestimmte Wärmemengen auf bestimmte Teile der zu
biegenden Scheibe richten.
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Im Betrieb werden zwei Glasscheiben, die dem äußeren Umriß gemäß roh
zugeschnitten sind, auf die geöffnete Form (Fig. 13) gelegt. Das Scheibenpaar ruht
dann mit den äußeren Enden auf den Schienenstücken 76 und wird an den Längsrändern
durch die Stützblöcke 87 und 92, die in der gleichen Ebene wie die Schienenstücke
76 liegen, abgestützt. Infolge ihres Gewichts und ihrer Starrheit halten die Scheiben
die Form in dieser geöffneten Stellung. Beim Durchgang durch den Biegeofen werden
die Scheiben allmählich erhitzt, wobei durch das Muster der Deckenbrenner und durch
die Verzögerungswirkung der Wärmeabsorptionsbauteile eine etwas unterschiedliche
Erwärmung der einzelnen Scheibenabschnitte erfolgt. Sobald das Glas den Erweichungspunkt
erreicht, kann die Scheibe die Form nicht mehr in der offenen Stellung halten, vielmehr
sackt der Mittelabschnitt 69 nach unten durch, wobei gleichzeitig die Endabschnitte
70 nach oben schwenken. Während dieser Bewegung senken sich auch die Stützvorrichtungen,
so daß sich der Mittelteil der Scheiben unter fortwährender Abstützung nach unten
bewegt, die Seitenteile der Scheiben dagegen nach oben gebogen werden.
Der
genaue Verlauf dieses Biegevorganges wird nachstehend in Verbindung mit den Fig.
15 und 17 bis 22 veranschaulicht. Da die Scheiben auf der einen Seite durch die
Blöcke 87 über den gesamten Mittelabschnitt, auf der anderen Seite dagegen durch
die Blöcke 92 nur an zwei Punkten abgestützt werden, sackt zunächst der Scheibenteilp
in der Mitte zwischen den beiden Blöcken 92 auf die Schiene 71 (Fig. 17 und 20).
Die beiden Querbiegelinien r und s, die sich zunächst am Scheibenteil p trafen,
wandern anschließend nach außen (Fig. 18), bis schließlich der gesamte Scheibenrand
zwischen den Blöcken 92 auf der Schiene 71 aufliegt (Fig. 19). Währenddessen hat
auch schon der Schließvorgang der Form eingesetzt, bei dem die Scheibenenden nach
oben um die Linien t und bi gebogen werden, die parallel zur Querachse y-y
der Scheibe verlaufen und deren Enden von den Endblöcken 87 und den Blöcken 92 festgelegt
sind.
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Außerdem beginnt eine Biegung der Scheibe um deren Längsachse y-y,
nachdem der Scheibenteil p die Schiene 71 berührt hat, da dann die Scheibe an beiden
Längskanten abgestützt wird und dazwischen angeordnete Glasteile Biegetemperatur
aufweisen. Die Linie der Querbiegung v liegt jenseits der inneren Kante 95 des Bauteiles
94, da dieses Bauteil weiterhin Wärme absorbiert und die Erwärmung des Barüberliegenden
Scheibenteiles verzögert. Die Wärme absorbierenden Bauteile 98 bewirken eine schwächere
Biegung der Barüberliegenden Scheibenteile, so daß sich die Biegelinie v nach außen
in Richtung auf die Schiene 72 krümmt.
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Nachdem die Scheiben sich der formgebenden Fläche der Form angepaßt
haben, werden sie in ihrem Mittelteil zusätzlich erwärmt, so daß sich schiießlich
dort die vollständige Kappenkrümmung (Fig.15 und 21) ergibt. Bei diesem abschließenden
Biegen dreht sich die Scheibenkante, die auf der konvex gekrümmten formgebenden
Fläche der Schiene 72 gehalten wird, etwas nach oben, während der Scheibenteil mit
der größten Querbiegung nach unten gesenkt wird.
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Nach Verlassen der Biegezone wird die Form durch einen geeigneten
Kühlofen geführt, in dem die Temperatur der Scheiben langsam bis auf etwa Raumtemperatur
verringert und dabei das Druckmuster w (Fig. 15) hergestellt wird. Die Scheiben
werden sodann aus der Form entfernt und längs der äußeren Kante des Druckbandes
in ihre abschließende Größe geschnitten, ; Es ist oft zweckmäßig, die Anordnung
der wärmeabsorbierenden Bauteile in einigen Fällen zu verändern. So kann z. B.,
um die genaue Lage der Linie v der Querkrümmung festzulegen, ein weiteres wärmeabsorbierendes
Bauteil 108 (Fig. 1.2) relativ geringer Breite unterhalb der Schiene 72 angeordnet
sein. Über den Inhalt der Ansprüche hinausgehende Teile der Beschreibung und Zeichnung
dienen nur zur Erläuterung des Erfindungsgegenstandes, sind jedoch nicht Gegenstand
der Erfindung.