DE4427402A1 - Konstruktionselement aus einer Glasscheibe und einem mit der Glasscheibe verklebten Holm oder Rahmen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Konstruktionselement aus einer Glasscheibe und einem mit der Glasscheibe verklebten Holm oder einem wenigstens teilweise aus einem Holm bestehenden Rahmen.

Unter Konstruktionselementen dieser Art werden Bauelemente verstanden, die sowohl im Hochbau als auch Kraftfahrzeugbau oder Gerätebau Anwendung finden können. Im Bereich des Hochbaus kann es sich um Fassadenelemente, Wandelemente, Fenster oder Türen handeln. Im Kraftfahrzeugbau kann es sich ebenfalls um Fenster- und Türkonstruktionen handeln, ferner um Heckklappen und Sonnendächer. Auch im Gerätebau werden solche Bauteile hauptsächlich für Fenster und Türkonstruktionen eingesetzt.

Bei den bekannten Bauelementen dieser Art ist der mit der Glasscheibe verklebte Holm in der Regel in Form eines geschlossenen Rahmens ausgebildet, mit dem die Glasscheibe entlang ihres Scheibenumfangs verklebt ist. Statt eines geschlossenen Rahmens kann es sich je nach dem Anwendungsfall aber auch um einen Teilrahmen oder auch nur um einen Holmabschnitt handeln.

In manchen Anwendungsfällen für solche Konstruktionselemente ist es wichtig, daß das Konstruktionselement eine hohe Verwindungssteifigkeit aufweist. Aus diesem Grund werden an die Stabilität des Holms gewisse Mindestanforderungen gestellt. Falls aus Gewichtsgründen oder aus Kostengründen der mit der Glasscheibe verklebte Holm aus einem Blechprofil mit verhältnismäßig geringer Wandstärke des Bleches besteht, wie es insbesondere im Kraftfahrzeugbau üblich ist, wird die erforderliche Stabilität und Verwindungssteifigkeit dadurch erreicht, daß geschlossene Kastenprofile oder Kastenholme hierfür zur Anwendung kommen. Die Herstellung solcher geschlossener Kastenprofile oder Kastenholme ist jedoch verhältnismäßig aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Konstruktionselement dieser Art so auszugestalten, daß es ein geringeres Gewicht als die bekannten Konstruktionselemente aufweist, ohne daß die Torsionsfestigkeit des Bauteils darunter leidet.

Das erfindungsgemäße Konstruktionselement zeichnet sich dadurch aus, daß der mit der Glasscheibe verklebte Holm einen offenen, im wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist, dessen beide Stege zur Bildung zweier Klebeflansche umgebogen sind, und daß die Glasscheibe mit beiden Klebeflanschen des Holms mit Hilfe einer harten Kleberschicht verklebt ist derart, daß der im Querschnitt U-förmige Holm und der zwischen den beiden Klebeschichten liegende Teil der Glasscheibe ein geschlossenes verwindungssteifes Bauteil bilden.

Ein im Querschnitt U-förmiger Holm aus dünnem Blech ist nicht nur gewichtsmäßig leichter als ein geschlossener Kastenholm, sondern ist darüber hinaus einfacher und preisgünstiger herzustellen als ein Holm mit einem Kastenprofil. Um bei einem Kastenprofil eine hohe Torsionsfestigkeit zu erreichen, müssen nämlich die Nahtstellen der Bleche durch Falzen oder Schweißen miteinander verbunden werden. Diese Verbindung der Nahtstellen wird bei der erfindungsgemäßen Lösung durch die harte Verklebung der Stege des U-Profils mit der Glasscheibe ersetzt. Da die Glasscheibe als solche eine hohe Steifigkeit und eine wesentlich höhere Wandstärke als das Blech des Holms aufweist, wird bei entsprechend harter Verklebung der Stege mit der Glasscheibe ein kastenprofilartiger Holm verwirklicht, der wegen der besonderen mechanischen Festigkeitseigenschaften der Glasscheibe unter Umständen sogar eine höhere Torsionssteifigkeit aufweist als ein geschlossener Blechholm.

Die Erfindung läßt sich beispielsweise mit Hilfe von Holmen verwirklichen, deren Stege jeweils nach innen, das heißt aufeinanderzu, umgebogen sind. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Stege des Holms jeweils nach außen umgebogen oder abgekantet sind. In diesem Fall bildet ein wesentlich breiterer Glasabschnitt den einen Gurt des Kastenprofils, wodurch eine besonders hohe Verwindungsfestigkeit des Bauteils erreicht wird.

Selbstverständlich kommt den physikalischen Eigenschaften der Klebeschichten eine besondere Bedeutung zu. Für diesen Zweck geeignete Kleber sind jedoch im Handel erhältlich, so daß es ohne Schwierigkeiten möglich ist, unter den verfügbaren Klebern solche auszuwählen, die aufgrund ihrer Eigenschaften den erfindungsgemäßen Zweck am besten erfüllen. Insbesondere kommen hierfür Kleber infrage, die im ausgehärteten Zustand eine verhältnismäßig hohe Shore- Härte von vorzugsweise mehr als 50 Shore-Härte A und ein nur geringes elastisches und plastisches Deformationsvermögen besitzen. Bei der Auswahl geeigneter Kleber ist einerseits zu berücksichtigen, daß wegen der unvermeidlichen Formtoleranzen der Glasscheiben und der Blechformteile die Klebeschichten eine gewisse Mindestdicke aufweisen müssen, die in der Regel 3 bis 4 mm nicht unterschreiten darf. Die Klebeschichten müssen also auch bei dieser verhältnismäßig großen Schichtdicke noch die gewünschte mechanische Formbeständigkeit und Festigkeit aufweisen. Andererseits müssen die Klebeschichten je nach den Flächenabmessungen der Glasscheibe auch in gewissem Umfang mechanische Spannungen aufnehmen oder abbauen können, die durch die in der Regel unvermeidbare unterschiedliche Wärmeausdehnung von Glasscheibe und Metallrahmen auftreten. Gegebenenfalls kann durch geeignete Versuche der im Einzelfall geeignete Kleber ausgewählt werden.

Wie bereits eingangs erwähnt, kann die Erfindung für die unterschiedlichsten Anwendungszwecke Verwendung finden, und zwar sowohl im Kraftfahrzeugbau wie auch im Hochbau und im Gerätebau.

Als Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnungen die Heckklappe eines Kraftfahrzeugs beschrieben, die erfindungsgemäß ausgestaltet ist.

Von den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Heckklappe eines Kraftfahrzeugs als Gesamtansicht;,

Fig. 2 einen Schnitt entsprechend der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt entsprechend der Linie III-III in Fig. 1, und

Fig. 4 einen Schnitt entsprechend der Linie IV-IV in Fig. 1.

Die Heckklappe 1 besteht in ihren wesentlichen Teilen aus einem aus verhältnismäßig dünnem Blech durch Tiefziehen geformten Rahmenteil 2 und einer etwa 6 mm dicken Silikatglasscheibe 3 aus thermisch vorgespanntem Glas. Die Glasscheibe 3 kann selbstverständlich in üblicher Weise mit Heizleitern und/oder mit Antennenleitern versehen sein, die jedoch der besseren Übersicht wegen nicht dargestellt sind.

Rahmenteil der Heckklappe verbunden sind, wie Scharnierteile, Schließvorrichtung u. a., nicht dargestellt, da sie für die Darstellung der Erfindung nicht erforderlich sind.

Wie insbesondere Fig. 1 zeigt, hat bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel die Glasscheibe 3 auf drei Seiten die gleichen Außenabmessungen wie der Metallrahmen, so daß die Glasscheibe 3 auf diesen Seiten nicht von dem Rahmen eingefaßt ist, sondern ohne von außen sichtbare Rahmenteile sich über die gesamte Breite der Heckklappe erstreckt. Auf diese Weise sind besonders effektvolle Design-Gestaltungen möglich.

Der Aufbau des Rahmenteils 2 ergibt sich im einzelnen aus den Fig. 2 bis 4. Der untere Abschnitt 6 des Rahmenteils 2 besteht in herkömmlicher Weise aus zwei tiefgezogenen Blechformteilen, nämlich einem oberen Formteil 7 und einem unteren Formteil 8, die beispielsweise miteinander verschweißt oder zusammengefalzt sind. Der umgebogene Endabschnitt 9 bildet eine falzartige Vertiefung, ist mit dem umgebogenen Endabschnitt 10 des unteren Blechformteils 10 verschweißt oder zusammengefalzt und bildet den Klebeflansch für die Glasscheibe 3. Der untere Abschnitt 6 des Rahmenteils 2 hat aufgrund seiner Abmessungen und seiner konstruktiven Gestaltung als solcher eine ausreichende Torsionsfestigkeit, so daß die erfindungsgemäße Ausbildung des Rahmenteils in diesem Abschnitt nicht erforderlich ist.

Die übrigen Abschnitte des Rahmenteils 2 jedoch, nämlich die beiden seitlichen Holme 13 und der obere Holm 14, bestehen jeweils aus einem U-förmig gebogenen, oben offenen Blechprofil. Die Breite der Holme 13 und 14, das heißt die Breite des unteren Gurts 15 bzw. 16, kann unterschiedlich sein und richtet sich nach den jeweiligen Anforderungen. Im vorliegenden Fall sind die seitlichen Holme 13 des Rahmenteils schmäler als der obere Holm 14, doch sind selbstverständlich entsprechend den gegebenen Anforderungen auch andere Abmessungen möglich.

Die beiden Seitenstege 17 bzw. 18 der Holme 13 bzw. 14 sind jeweils nach außen umgebogen. Die umgebogenen Endabschnitte der Stege 17 und 18 verlaufen jeweils parallel zur Glasscheibe 3 und bilden für jeden Holm 13 und 14 jeweils zwei Klebeflansche 20, mit denen die Glasscheibe 3 verklebt ist.

Die Glasscheibe 3 ist in ihrem Randbereich auf der mit dem Rahmenteil 2 verklebten Seite mit einem umlaufenden Dekorrahmen 22 aus einer emailähnlichen Einbrennfarbe versehen. Solche Dekorrahmen im Randbereich der Glasscheiben sind üblich und notwendig, um die darunter liegende Kleberschicht vor UV-Strahlen zu schützen und um die Durchsicht durch die Glasscheibe hindurch auf die Klebeverbindung zu verhindern.

Die Kleberschicht 24 zwischen den Klebeflanschen 20 der Holme 13, 14 und der Glasscheibe 3 sorgt für eine starre Verbindung zwischen der Glasscheibe und den Holmen. Sie besteht aus einem geeigneten Klebstoffsystem, das zu einer harten Kleberschicht mit hoher Scherfestigkeit und einem sehr geringen elastischen und plastischen Deformationsvermögen aushärtet. Je nach dem im Einzelfall hierfür verwendeten Klebstoffsystem kann die Kleberschicht mehr oder weniger dick ausgebildet sein. Wegen der unvermeidlichen Formtoleranzen des Rahmenteils und der Glasscheibe sollte die Kleberschicht jedoch eine Dicke von etwa 5 mm nicht unterschreiten.

Während sich an die obere Kante und an die beiden Seitenkanten der Glasscheibe 3 keine Teile des Rahmens seitlich an die Glasscheibe anschließen, befindet sich zwischen der unteren Kante der Glasscheibe 3 und dem sich anschließenden Rahmenabschnitt 6 eine Fuge. Diese Fuge ist, wie in Fig. 4 ersichtlich, durch einen Profilstreifen 25 abgedeckt, dessen Fußabschnitt in der Kleberschicht 24 verankert ist.

Selbstverständlich stellt die Anwendung der Erfindung bei einer Heckklappe nur eine von vielen Anwendungsbeispielen dar. So können auch andere einzelne Bauelemente eines Kraftfahrzeugs erfindungsgemäß ausgestaltet sein, beispielsweise verstellbare Sonnendächer, bei denen eine Silikatglasscheibe mit einem entsprechend ausgebildeten Rahmen verklebt ist. Die Erfindung läßt sich sogar für Teile der Karosserie oder für die Karosserie insgesamt mit Erfolg einsetzen, wenn die Fahrzeugkarosserie mit fest eingebauten Glasscheiben versehen ist. Wenn beispielsweise die Seitenholme der Karosserie erfindungsgemäß ausgebildet und jeweils über zwei Klebenähte mit der Glasscheibe fest verbunden sind, lassen sich tragende Teile der Karosserie selbst einfacher und preiswerter herstellen. Insbesondere bei fest eingebauten Seitenscheiben läßt sich auf diese Weise von der Erfindung mit Erfolg Gebrauch machen.

Claims (7)

1. Konstruktionselement aus einer Glasscheibe und einem mit der Glasscheibe verklebten Holm oder einem wenigstens teilweise aus einem Holm bestehenden Rahmen, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Glasscheibe (3) verklebte Holm (13, 14) einen offenen, im wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist, dessen beide Stege (17, 18) zur Bildung zweier Klebeflansche (20) umgebogen sind, und daß die Glasscheibe (3) mit den beiden Klebeflanschen (20) des Holms (13, 14) jeweils über eine harte Kleberschicht (24) verklebt ist derart, daß der im Querschnitt U-förmige Holm (13, 14) und der zwischen den beiden Klebeschichten (24) liegende Teil der Glasscheibe (3) ein geschlossenes verwindungssteifes Bauteil bilden.

2. Konstruktionselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stege (17, 18) der Holme (13, 14) zur Bildung der Klebeflansche (20) jeweils nach außen umgebogen sind.

3. Konstruktionselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasscheibe (3) eine thermisch vorgespannte Glasscheibe ist.

4. Konstruktionselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Glasscheibe verklebte Holm in der Art eines in sich geschlossenen, dem Umfang der Glasscheibe entsprechenden Rahmens ausgebildet ist.

5. Konstruktionselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Glasscheibe (3) verklebte Holm (13, 14) in der Art eines Teilrahmens ausgebildet ist.

6. Konstruktionselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenabmessungen des von den Holmen (13, 14) gebildeten Rahmens oder Rahmenteils den Flächenabmessungen der Glasscheibe (3) entsprechen, so daß die Umfangsfläche der Glasscheibe bündig mit den Außenkanten des Rahmens oder Rahmenteils verläuft.

7. Konstruktionselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kleberschicht (24) aus einem Klebersystem besteht, das nach dem Aushärten eine hohe Scherfestigkeit und ein geringes elastisches und plastisches Deformationsvermögen aufweist.