DE202021101147U1 - Verbundscheibe mit zumindest abschnittsweise nicht zueinander parallel verlaufender Innenscheibe und Außenscheibe - Google Patents

Verbundscheibe mit zumindest abschnittsweise nicht zueinander parallel verlaufender Innenscheibe und Außenscheibe Download PDF

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Abstract

Verbundscheibe (10), mindestens umfassend eine Außenscheibe (1) mit einer außenseitigen Oberfläche (I) und einer innenraumseitigen Oberfläche (II) und eine Innenscheibe (2) mit einer außenseitigen Oberfläche (III) und einer innenraumseitigen Oberfläche (IV), wobei die innenraumseitige Oberfläche (II) der Außenscheibe (1) mit der außenseitigen Oberfläche (III) der Innenscheibe (2) mittels einer thermoplastischen Zwischenschicht (3) miteinander verbunden sind und wobei innenraumseitige Oberfläche (II) der Außenscheibe (1) und die außenseitige Oberfläche (III) der Innenscheibe (2) zumindest abschnittsweise nicht parallel zueinander verlaufen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Verbundscheibe mit einer Innenscheibe und einer Außenscheibe, wobei die Innenscheibe und die Außenscheibe zumindest abschnittsweise nicht parallel zueinander verlaufen.
  • Verbundscheiben, die aus zwei Glasscheiben bestehen, die über eine thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden sind, sind bekannt. Insbesondere im Verglasungen im Automobilbereich werden häufig als Verbundscheiben ausgeführt, insbesondere Windschutzscheiben und Dachscheiben. In der Regel werden die einzelnen Scheiben einer Verbundscheibe gemeinsam kongruent gebogen um eine gleichmäßige Biegung zu erzielen. Zwischen die kongruent gebogenen Scheiben werden daraufhin eine oder mehrere thermoplastische Verbundfolien eingelegt, die bei Lamination der Anordnung aufschmelzen und die thermoplastische Zwischenschicht ergeben. Die thermoplastische Zwischenschicht weist dabei eine im Wesentlichen gleichmäßige Dicke auf.
  • Bei modernen Automobilverglasungen wird über die reine Funktionalität der Verglasung auch das optische Erscheinungsbild und das Design immer wichtiger. Dabei sind auch komplexe und nicht homogen gebogene Verbundscheiben wünschenswert. Eine aus ästhetischen Gründen bevorzugte starke Biegung der Außenscheibe der Verbundscheibe, die von der Fahrzeugumgebung aus sichtbar und ansprechend ist, ist allerdings gegebenenfalls aus dem Fahrzeuginnenraum betrachtet unschön. Zudem besteht der Bedarf zusätzliche Komponenten, beispielsweise elektronische Komponenten, wie Anzeigen, Displays, Beleuchtungselemente möglichst ansprechend zu integrieren.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Verbundscheibe bereitzustellen, die diese Nachteile des Stands der Technik nicht aufweist.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch eine Verbundscheibe nach Anspruch 1 gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Verbundscheibe umfasst mindestens eine Außenscheibe mit einer außenseitigen Oberfläche I und einer innenraumseitigen Oberfläche II und eine Innenscheibe mit einer außenseitigen Oberfläche III und einer innenraumseitigen Oberfläche IV. Die innenraumseitige Oberfläche II der Außenscheibe ist mit der außenseitigen Oberfläche III der Innenscheibe mittels einer thermoplastischen Zwischenschicht verbunden. Zumindest abschnittsweise verlaufen die innenraumseitige Oberfläche II der Außenscheibe und die außenseitige Oberfläche III der Innenscheibe nicht parallel zueinander. Durch den nicht parallelen Verlauf der innenraumseitigen Oberfläche II der Außenscheibe und der außenseitigen Oberfläche III der Innenscheibe entstehen Bereiche, in denen die einander zugewandten Scheibenoberflächen der Innenscheibe und der Außenscheibe einen größeren Abstand zueinander aufweisen und sich zwischen Innenscheibe und Außenscheibe ein Hohlraum ausbildet. Dieser Hohlraum kann zur Aufnahme von Verglasungskomponenten genutzt werden, kann aber auch vollständig mit dem Material der thermoplastischen Zwischenschicht gefüllt sein.
  • Die Erfindung ist anwendbar auf dem gesamten Gebiet der Verbundscheiben, insbesondere im Automobilbereich oder im Bauglasbereich. Erfindungsgemäß umfasst die Verbundscheibe zumindest eine Außenscheibe und eine Innenscheibe. Eine der Scheiben kann auch flach sein, zumindest eine der Scheiben ist zumindest abschnittsweise gebogen. Die Innenscheibe und die Außenscheibe verlaufen abschnittsweise nicht parallel, so dass ein Hohlraum zwischen den Scheiben entsteht. Der Hohlraum dient als Basis zur Aufnahme weiterer Verglasungskomponenten in der Verbundscheibe. Als weitere Komponenten können zum Beispiel elektronische Komponenten, Beleuchtungskomponenten, Antennenmodule, Designelemente, Verstärkungselemente und/oder Farbelemente integriert werden. Der nicht parallele Abschnitt der Verbundscheibe kann auch als reines Designelement genutzt werden. Des Weiteren ist auch die kombinierte Anwendung der genannten Komponenten möglich. Wenn gewünscht können integrierte Komponenten wie elektronische Module oder Anschlusselemente auch mittels eines Schwarzdrucks oder ähnlicher Farbelemente kaschiert werden.
  • Die erfindungsgemäße Verbundscheibe kann genutzt werden um die mechanische Stabilität der Verglasung selbst und auch des Systems, in das die Verglasung integriert ist, zu verbessern. Im Automobilbereich können beispielsweise Verstärkungsrippen und/oder ein Rahmen in Hohlräume der Verbundscheibe integriert werden, so dass die Verbundscheibe zur Stabilität und Crashsicherheit der Karosserie beiträgt. Analog dazu kann auch im Gebäudebereich ein Teil der statischen Anforderungen von der Verbundscheibe mit eingelagertem Rahmen oder Verstärkungsrippen übernommen werden.
  • Wird die erfindungsgemäße Verbundscheibe als Dachscheibe eines Kraftfahrzeugs eingesetzt und genutzt um weitere Verglasungskomponenten, wie elektronische Komponenten, aufzunehmen, so kann auf einen Dachhimmel zur Aufnahme der Komponenten verzichtet werden. Die in den Hohlraum der Verbundscheibe eingesetzten Komponenten können aus der Fahrzeugumgebung und/oder vom Fahrzeuginneren aus betrachtet jeweils sichtbar sein oder durch Abdeckdrucke kaschiert sein.
  • Die Verbundscheibe umfasst eine Außenscheibe und eine Innenscheibe, die über eine thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden sind. Die Verbundscheibe ist dafür vorgesehen, in einer Fensteröffnung, bevorzugt der Fensteröffnung eines Fahrzeugs, den Innenraum gegenüber der äußeren Umgebung abzutrennen. Mit Innenscheibe wird im Sinne der Erfindung die dem Fahrzeuginnenraum zugewandte Scheibe der Verbundscheibe bezeichnet. Mit Außenscheibe wird die der äußeren Umgebung zugewandte Scheibe bezeichnet.
  • Die Außenscheibe und die Innenscheibe weisen jeweils eine außenseitige und eine innenraumseitige Oberfläche auf und eine dazwischen verlaufende, umlaufende Seitenkante. Mit außenseitiger Oberfläche wird im Sinne der Erfindung diejenige Hauptfläche bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage der äußeren Umgebung zugewandt zu sein. Mit innenraumseitiger Oberfläche wird im Sinne der Erfindung diejenige Hauptfläche bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage dem Innenraum zugewandt zu sein. Die innenraumseitige Oberfläche der Außenscheibe und die außenseitige Oberfläche der Innenscheibe sind einander zugewandt und durch die thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden.
  • Die Außenscheibe, die Innenscheibe sowie die thermoplastische Zwischenschicht können klar und farblos, aber auch getönt oder gefärbt sein. Die Gesamttransmission durch das Verbundglas beträgt in einer Ausgestaltung als Windschutzscheibe mehr als 70 %. Ist die Verbundscheibe als Dachscheibe eines Kraftfahrzeugs ausgestaltet so ist bevorzugt zumindest eine der Scheiben und/oder die thermoplastische Zwischenschicht getönt oder gefärbt.
  • Die thermoplastischen Verbundfolien, die die thermoplastische Zwischenschicht bilden, enthalten bevorzugt zumindest Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und / oder Polyurethan (PU), besonders bevorzugt PVB.
  • Die Dicke jeder thermoplastischen Verbundfolie beträgt bevorzugt von 0,2 mm bis 2 mm, besonders bevorzugt von 0,3 mm bis 1 mm, insbesondere von 0,3 mm bis 0,5 mm, beispielsweise 0,38 mm.
  • Die Außenscheibe und die Innenscheibe sind bevorzugt aus Glas gefertigt sind, besonders bevorzugt aus Kalk-Natron-Glas, wie es für Fensterscheiben üblich ist. Die Scheiben können aber auch aus anderen Glassorten gefertigt sein, beispielsweise Quarzglas, Borosilikatglas oder Alumino-Silikat-Glas. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Außenscheibe und/oder die Innenscheibe aus starren klaren Kunststoffen, beispielsweise Polycarbonat oder Polymethylmethacrylat, gefertigt. Dabei können auch Varianten vorgesehen werden, in denen eine der Scheiben aus Kunststoff und eine der Scheiben aus Glas gefertigt ist, wobei aufgrund der höheren Witterungsbeständigkeit von Glas vorzugsweise die Außenscheibe aus Glas und die Innenscheibe aus Kunststoff gefertigt ist. In einer weiteren Ausgestaltung kann zumindest eine der Scheiben aus einem Verbundwerkstoff, beispielsweise aus carbonfaserverstärktem Kunststoff, gefertigt werden. In einer bevorzugten Ausführung ist die Innenscheibe aus einem solchen Verbundwerkstoff und die Außenscheibe aus Glas gefertigt. Die Außenscheibe und oder die Innenscheibe können thermisch oder chemisch vorgespannt sein. Insbesondere dünne Innenscheiben mit einer Dicke von kleiner oder gleich 1 mm werden bevorzugt aus chemisch vorgespanntem Alumino-Silikat-Glas gefertigt.
  • Die Außenscheibe, die Innenscheibe und/oder die Zwischenschicht können weitere geeignete, an sich bekannte Beschichtungen aufweisen, beispielsweise Antireflexbeschichtungen, Antihaftbeschichtungen, Antikratzbeschichtungen, photokatalytische Beschichtungen oder Sonnenschutzbeschichtungen oder Low-E-Beschichtungen.
  • Die Dicke der Außenscheibe und der Innenscheibe kann breit variieren und so den Erfordernissen im Einzelfall angepasst werden. Die Außenscheibe und die Innenscheibe weisen bevorzugt Dicken von 0,5 mm bis 5 mm auf, besonders bevorzugt von 1 mm bis 3 mm.
  • Die Verbundscheibe kann auch über die Außenscheibe und die Innenscheibe hinausgehend weitere Scheiben umfassen, die über weitere thermoplastische Zwischenschichten an der Außenscheibe und/oder der Innenscheibe und/oder zwischen Außenscheibe und Innenscheibe angebunden sind.
  • Die Verbundscheibe ist bevorzugt in einer oder in mehreren Richtungen des Raumes gebogen. Typische Krümmungsradien liegen etwa im Bereich von 10 cm bis 40 m. Zusätzlich zu der im jeweiligen Einsatzgebiet üblichen Krümmung der Verbundscheibe weist die erfindungsgemäße Verbundscheibe eine zusätzliche lokale Krümmung im Bereich des Hohlraums auf.
  • Die Verbundscheibe kann aber auch größtenteils plan ausgebildet sein. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn die Verbundscheibe für Busse, Züge oder Traktoren ausgebildet ist. Die größtenteils plane Verbundscheibe weist dabei lokale Krümmungen im Bereich der erfindungsgemäßen Hohlräume auf.
  • Ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe umfasst mindestens die Schritte:
    • - Biegen der Außenscheibe und/oder der Innenscheibe und gegebenenfalls weiterer Scheiben, wobei die Scheiben in mindestens einem Abschnitt nicht kongruent gebogen werden, wodurch mindestens ein Hohlraum zwischen den Scheiben entsteht
    • - optional: Einlegen zusätzlicher Komponenten in den mindestens einen Hohlraum
    • - Bilden eines Schichtstapels aus zumindest Außenscheibe, mindestens einer thermoplastischen Verbundfolie, optional zusätzlichen Komponenten und Innenscheibe
    • - Laminieren des Schichtstapels zu einer Verbundscheibe
  • Die Außenscheibe und die Innenscheibe werden vor der Lamination einem Biegeprozess unterzogen. Die Außenscheibe und die Innenscheibe werden in zumindest einem Scheibenabschnitt zumindest einer der Scheiben getrennt voneinander gebogen. Dabei können die Scheiben beispielsweise vollkommen unabhängig voneinander gebogen werden. Alternativ dazu werden die Außenscheibe und die Innenscheibe gemeinsam (d.h. zeitgleich und durch dasselbe Werkzeug) kongruent gebogen, weil dadurch die Form der Scheiben für die später erfolgende Laminierung optimal aufeinander abgestimmt ist. Danach wird zumindest einer der Scheiben eine zusätzliche lokale Biegung zugefügt, so dass in diesem Bereich die Innenscheibe und die Außenscheibe nicht mehr parallel zueinander verlaufen und bei Zusammenlegen der Scheiben ein Hohlraum entsteht. Typische Temperaturen für Glasbiegeprozesse betragen beispielsweise 500°C bis 700°C.
  • Die erfindungsgemäße Verbundscheibe wird laminiert durch an sich bekannte Verfahren. Die Außenscheibe, die Innenscheibe und die dazwischenliegende mindestens eine thermoplastische Verbundfolie werden miteinander laminiert, wobei die thermoplastische Zwischenschicht ausgebildet wird. Die Lamination erfolgt beispielsweise durch Autoklavverfahren, Vakuumsackverfahren, Vakuumringverfahren, Kalanderverfahren, Vakuumlaminatoren oder Kombinationen davon. Die Verbindung von Außenscheibe und Innenscheibe erfolgt dabei üblicherweise unter Einwirkung von Hitze, Vakuum und/oder Druck.
  • Die vorstehend beschriebenen Ausführungen zum Verfahren gelten entsprechend auch für die erfindungsgemäße Verbundscheibe und umgekehrt.
  • Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung ist eine schematische Darstellung und nicht maßstabsgetreu. Die Zeichnung schränkt die Erfindung in keiner Weise ein. Es zeigen:
    • 1a eine Draufsicht auf eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe,
    • 1b eine Querschnittsansicht der Verbundscheibe gemäß 1a entlang der Schnittlinie A-A',
    • 1c eine schematische Ansicht der Scheiben der Verbundscheibe gemäß 1a im Querschnitt entlang der Schnittlinie B-B',
    • 2a eine Draufsicht auf eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe,
    • 2b eine schematische Ansicht der Scheiben der Verbundscheibe gemäß 2a im Querschnitt entlang der Schnittlinie C-C',
    • 3 eine schematische Ansicht der Scheiben einer weiteren Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe im Querschnitt, gezeigt entlang der Schnittlinie B-B' gemäß 1a,
    • 4a eine Draufsicht auf eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe,
    • 4b eine schematische Ansicht der Scheiben der Verbundscheibe gemäß 4b im Querschnitt entlang der Schnittlinie D-D'.
  • 1a, 1b und 1c zeigen eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 10 umfassend eine Außenscheibe 1, eine Innenscheibe 2 und eine thermoplastische Zwischenschicht 3. 1a zeigt eine Draufsicht. In 1b ist ein Querschnitt der Verbundscheibe entlang der Schnittlinie AA' gezeigt. Die Außenscheibe 1 weist eine außenseitige Oberfläche I und eine innenraumseitige Oberfläche II auf, während die Innenscheibe 2 eine außenseitige Oberfläche III und eine innenraumseitige Oberfläche IV aufweist. Die innenraumseitige Oberfläche II der Außenscheibe 1 ist mit der außenseitigen Oberfläche III der Innenscheibe 2 über die thermoplastische Zwischenschicht 3 verbunden. Die Verbundscheibe 10 weist zwei Bereiche auf, in denen die Außenscheibe 1 und die innenscheibe 2 nicht parallel zueinander verlaufen und sich dadurch zwischen der innenraumseitigen Oberfläche II der Außenscheibe 1 und der außenseitigen Oberfläche III der Innenscheibe 2 jeweils ein Hohlraum 4 ausbildet. In 1c ist der schematische Verlauf der Außenscheibe 1 und der Innenscheibe 2 entlang der Schnittlinie BB' gemäß 1a gezeigt. Die thermoplastische Zwischenschicht 3 verbindet die Außenscheibe 1 und die Innenscheibe 2 auch in diesem Bereich, ist jedoch in 1c der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt. Die Hohlräume 4 sind vollständig mit dem Material der thermoplastischen Zwischenschicht 3 gefüllt, sofern keine weiteren Komponenten 5 in die Hohlräume 4 eingelegt sind. Gemäß 1c ist jeweils eine Beleuchtungseinheit als zusätzliche Komponente 5 in die Hohlräume 4 eingelegt. Die Beleuchtungseinheiten können je nach Anwendungswunsch und Ausrichtung Licht in Richtung des Fahrzeuginnenraums, in Richtung der Fahrzeugumgebung (z.B. bei Rettungsfahrzeugen) oder, als indirekte Beleuchtung, in Richtung der thermoplastischen Zwischenschicht 3 abstrahlen.
  • 2a und 2b zeigen eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 10, wobei diese im Wesentlichen der Ausgestaltung der 1a, 1b und 1c entspricht. Im Unterschied dazu weist die Verbundscheibe 10 der 2a und 2b einen weiteren Hohlraum 4 auf. 2a zeigt eine Draufsicht, während in 2b der schematische Verlauf der Scheiben 1, 2 entlang der Schnittlinie CC' gemäß 2a gezeigt ist. Die Schnittlinie CC' zeigt einen Querschnitt durch den zusätzlichen Hohlraum 4 der Ausführungsform gemäß 2a und 2b.
  • 3 zeigt eine schematische Ansicht der Außenscheibe 1 und der Innenscheibe 2 einer weiteren Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 10 im Querschnitt, gezeigt entlang der Schnittlinie B-B' gemäß 1a. Die Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der Ausgestaltung gemäß 1a, 1b und 1c, wobei im Unterschied dazu ein zusätzlicher Hohlraum 4 zwischen den Hohlräumen 4 der 1c vorhanden ist.
  • 4a und 4b zeigen eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 10. Die Ausgestaltung entspricht im Wesentlichen der Ausführungsform der 1a, 1b, 1c, wobei im Unterschied dazu die Hohlräume 4 sich als strangförmige Hohlräume 4 entlang der Verbundscheibe 10 erstrecken und in den Hohlräumen 4 als zusätzliche Komponenten 5 Metallstangen eingelegt sind, die die statischen Eigenschaften der Verglasung verbessern. 4a zeigt eine Draufsicht auf die Verbundscheibe 10, während in 4b eine schematische Ansicht der Außenscheibe 1 und der Innenscheibe 2 entlang der Schnittlinie D-D' gemäß 4a gezeigt ist.

Claims (1)

  1. Verbundscheibe (10), mindestens umfassend eine Außenscheibe (1) mit einer außenseitigen Oberfläche (I) und einer innenraumseitigen Oberfläche (II) und eine Innenscheibe (2) mit einer außenseitigen Oberfläche (III) und einer innenraumseitigen Oberfläche (IV), wobei die innenraumseitige Oberfläche (II) der Außenscheibe (1) mit der außenseitigen Oberfläche (III) der Innenscheibe (2) mittels einer thermoplastischen Zwischenschicht (3) miteinander verbunden sind und wobei innenraumseitige Oberfläche (II) der Außenscheibe (1) und die außenseitige Oberfläche (III) der Innenscheibe (2) zumindest abschnittsweise nicht parallel zueinander verlaufen.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4269086A1 (de) * 2022-04-29 2023-11-01 AGP Worldwide Operations GmbH Dach für ein fahrzeug

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EP4269086A1 (de) * 2022-04-29 2023-11-01 AGP Worldwide Operations GmbH Dach für ein fahrzeug

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