-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugfensterscheibe mit einer
neuartig gekrümmten Form
mit einer charakteristischen Kombination von verschiedenen Krümmungsradien
und eine Fahrzeugtürstruktur,
welche eine solche Fensterscheibe enthält.
-
TECHNISCHER
HINTERGRUND
-
Verschiedene
Fensterscheiben wurden bis heute für eine Verwendung in Kraftfahrzeugen
vorgeschlagen, von denen ein Beispiel beispielsweise in der japanischen
Patentoffenlegungsschrift Nr. SHO-62-273115 offenbart ist, welche "VORRICHTUNG ZUM FÜHREN VON
AUF/ABSTEIGENDEN BEWEGUNGEN EINER FAHRZEUGFENSTERSCHEIBE" betitelt ist. Die
in dieser Publikation offenbarte Fensterscheibe ist eine gekrümmte Scheibe. Obwohl
in der Publikation nicht extra angegeben, ist die offenbarte Fensterscheibe
bogenförmig
gekrümmt,
um Teil einer zylindrischen Oberfläche auszubilden, wobei ihr
Abschnitt parallel zu einer Längsachse
des Kraftfahrzeugs linear oder im Wesentlichen linear verläuft. Die
offenbarte Fensterscheibe, d.h. die "zylindrisch gekrümmte Fensterscheibe" besitzt nämlich einen
bogenförmig
gekrümmten
vertikalen Schnitt von der Vorderseite des Motorfahrzeugs aus gesehen
und einen nahezu linearen horizontalen oder lateralen Schnitt von
oberhalb des Kraftfahrzeugs aus gesehen. Jedoch würde eine ästhetische Gesamtwirkung
des Kraftfahrzeugs erheblich verbessert werden, wenn die Fensterscheibe
im lateralen Schnitt wie auch im vertikalen Schnitt bogenförmig gekrümmt ist.
-
Die
Forderung nach einer verbesserten ästhetischen Wirkung kann erfüllt werden,
indem die Fensterscheibe in einer sphärisch gekrümmten Form ausgebildet wird;
d.h. die sphärisch
gekrümmte
Form stellt einen bogenförmig
gekrümmten
lateralen Schnitt wie auch einen bogenförmig gekrümmten vertikalen Schnitt bereit.
Wegen der Natur der sphärisch
gekrümmten
Form hat jeder Schnitt durch die Fensterscheibe ein und denselben
Krümmungsradius.
Jedoch ist es bei fast jeder heute verwendeten Fahrzeugfensterscheibe
notwendig, dass der vertikale Schnitt relativ stark (mit einem relativ
kleinen Krümmungsradius)
zu einem Dach des Kraftfahrzeugs hin gekrümmt ist, und dass der laterale
Schnitt leicht gekrümmt
oder fast wie eine gerade Linie ist. Daher kann die sphärisch gekrümmte Fensterscheibe,
welche eine gleichmäßige Krümmung in
jeder ihrer Richtungen besitzt, insbesondere in den Richtungen parallel
zu und quer zu der Längsachse
des Kraftfahrzeugs, nicht leicht für den praktischen Gebrauch
umgesetzt werden.
-
Eine
andere Art einer gekrümmten
Fahrzeugfensterscheibe, welche in der Form dem oben erwähnten sphärisch gekrümmten Fahrzeugfenster entspricht,
wird beispielsweise in der japanischen Patentoffenlegungsschrift
Nr. HEI-11-500796 (internationale Publikation Nr. WO 96/25580) vorgeschlagen,
welche "FÜHRUNG FÜR EINE ABSENKBARE, SPHÄRISCH GEKRÜMMTE FENSTERSCHEIBE
IN EINER FAHRZEUGTÜR" betitelt ist. Insbesondere offenbart
die Publikation eine Fahrzeugfensterscheibe, welche so gekrümmt ist,
dass sie einen Teil einer imaginären
tonnenförmigen
Hüllfläche (nachfolgend einfach
als eine "tonnenförmige Fensterscheibe" bezeichnet) ausbildet,
wie in 23 hiervon gezeigt.
-
Insbesondere
ist Teil (a) der 23 eine Seitenansicht der tonnenförmigen Fensterscheibe,
welche in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr HEI-11-500796 offenbart
ist, während
Teil (b) der 23 vertikale Schnitte der offenbarten
Fahrzeugtürfensterscheibe
längs Linien
31-31, 32-32 und 33-33 des Teils (a) zeigt. Wegen der Tonnenform
besitzt der vertikale Schnitt längs der
Linie 31-31, welcher dem Zentrum der Scheibe am nächsten ist,
einen größten Krümmungsradius.
Der vertikale Schnitt längs
der Linie 32-32, welcher weiter vom Zentrum der Scheibe als die
Linie 31-31 entfernt ist, besitzt einen kleineren Krümmungsradius.
Der vertikale Schnitt längs
der Linie 33-33, welcher noch weiter vom Zentrum der Scheibe entfernt
ist als die Linie 31-31, hat einen noch kleineren Krümmungsradius. D.h.
dass der Krümmungsradius
des vertikalen Schnitts umso kleiner wird, je weiter er vom Zentrum der
Scheibe entfernt ist. Wo der Krümmungsradius der
vertikalen Schnittlinie 31-31
als "R31 " bestimmt ist und
der Krümmungsradius
der vertikalen Schnittlinie 32-32 als "R32",
ist nämlich
R32 < R31. Wo außerdem der
Krümmungsradius
der vertikalen Schnittlinie 33-33 als "R33" bestimmt
ist, ist R33 < R32.
-
Eine
solche tonnenförmige
Fensterscheibe, welche sich progressiv im Krümmungsradius längs der
horizontalen Achse oder X-Achse wie gezeigt verändert, würde eine komplizierte Form
der Führungsschienen
benötigen,
welche dazu dienen, die Fensterscheibe relativ zum Türkörper zu
führen,
wie auch eine komplizierte Konstruktion im Türkörper, welcher die Fensterscheibe
aufnimmt. Als Folge werden die Herstellungskosten der Führungsschienen und
des Türkörpers zunehmen,
um dadurch ein Hindernis für
die praktische Verwendung der tonnenförmigen Fensterscheibe darzustellen.
-
Die
zylindrisch gekrümmte
Fensterscheibe, wie sie typischerweise in der japanischen Patentoffenlegungsschrift
Nr. SHO-62-2731 15 offenbart ist, hat einen Nachteil unzureichender ästhetischer
Wirkung, obwohl sie allgemein als eine Schiebefahrzeugfensterscheibe
verwendet wurde. Die sphärisch gekrümmten und
tonnenförmigen
Fensterscheiben haben andererseits den Nachteil, dass sie für eine praktische
Verwendung nicht geeignet sind.
-
Es
gab auch einen Nachfrage nach einer Glasscheibe, welche eine zusammengesetzte
Krümmung
besitzt und in der ästhetischen
Wirkung den oben beschriebenen sphärisch gekrümmten und tonnenförmigen Glasscheiben überlegen
ist.
-
Eine
beispielhafte Technik, um eine solche Nachfrage zu erfüllen, ist
in der japanischen Patentpublikation Nr. SHO-49-10331 offenbart,
welche "VERFAHREN
ZUM BIEGEN EINER GLASSCHEIBE" betitelt
ist. Bei diesem Verfahren wird eine auf Verformungstemperatur gehaltene
Glasscheibe längs
eines verlängerten
Bewegungswegs auf einem Gastragbett transportiert. Der Bewegungsweg
ist sowohl quer als auch der Länge
nach in einer Auf- und Abrichtung oder vertikal gebogen. Als Ergebnis
wird die Glasscheibe gebogen, um eine zusammengesetzte Krümmung zu
besitzen, welche aus Krümmungen
besteht, welche sich sowohl quer als auch längs der Scheibe erstrecken.
Zum Schluss wird die Glasscheibe abgeschreckt, um die zusammengesetzte
Krümmung
beizubehalten. Da die Glasscheibe gebogen wird, während sie
durch ein gasförmiges Tragmittel
schweben gelassen wird, ist es jedoch bei der offenbarten Technik
ziemlich schwierig, die Glasscheibe mit Genauigkeit mit so vielen
Krümmungen zu
versehen, wie gewünscht.
Anders ausgedrückt, da
sie gebogen wird, während
sie durch Gas abgestützt
wird unter Verwendung eines Betts mit einer Konfiguration, welche
von einem Teil eines Drehkörpers
(z.B. eines Zylinders oder einer Tonne) oder einer Sphäre kopiert
ist, ist die Glasscheibe nur mit Krümmungen schlechter Genauigkeit
versehen, welche sich quer und längs
derselben mit unterschiedlichen Krümmungsradien erstrecken.
-
Eine
weitere ähnliche
Technik wird in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei-5-9037 vorgeschlagen,
welche "VERFAHREN
UND VORRICHTUNG ZUM BIEGEN EINER GLASSCHEIBE" betitelt ist. Die vorgeschlagene Technik
liefert eine Glasscheibe, welche mit einer zusammengesetzten Krümmung gebogen
ist. D.h. die Glasscheibe wird quer und der Länge nach in verschiedenen Krümmungsradien
gebogen, während
sie längs
eines Herdbetts transportiert wird. Während des Transports der Glasscheibe
wird ein Gas von unterhalb des Herdbetts geblasen, um die Glasscheibe
in einer schwimmenden Weise abzustützen. Somit kann die vorgeschlagene
Technik die Glasscheibe nur mit Krümmungen schlechter Genauigkeit
versehen, welche sich quer und der Länge nach in zwei verschiedenen
Krümmungsradien
erstrecken.
-
OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
-
Es
ist folglich ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine gekrümmte Fensterscheibe,
welche geeignet als eine Fahrzeugfensterscheibe mit überragenden
Vorteilen gegenüber
den bekannten zylindrisch gekrümmten,
sphärisch
gekrümmten
und tonnenförmigen
Fensterscheiben verwendet werden kann, und Glasscheiben mit Krümmungen
aus zusammengesetzten Krümmungen
wie auch eine Fahrzeugtürstruktur,
welche eine solche gekrümmte Fensterscheibe
oder Glasscheibe enthält,
bereitzustellen.
-
Nach
einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Fahrzeugfensterscheibe
zur verschiebbaren Anbringung an einem Kraftfahrzeug bereit, welche
dadurch gekennzeichnet ist, dass die Fahrzeugfensterscheibe einen
bogenförmig
gekrümmten
vertikalen Schnitt hat, welcher an jeder seiner Positionen einen
selben Krümmungsradius aufweist,
welcher einem Krümmungsradius
einer vorbestimmten Schiebebewegungsbahn entspricht, welcher die
Fahrzeugfensterscheibe folgt, und einen gekrümmten lateralen Schnitt hat,
welcher an jeder seiner Positionen einen gleichen Krümmungsradius
aufweist, wobei der vertikale Schnitt ein Schnitt längs einer
Ebene parallel zu der vorbestimmten Schiebebewegungsbahn ist, während der
laterale Schnitt ein Schnitt längs
einer Ebene ist, welche die vorbestimmte Schiebebewegungsbahn im
Wesentlichen in rechten Winkeln dazu schneidet.
-
Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung bezieht sich der "vertikale Schnitt" der Fensterscheibe auf
einen Schnitt längs
einer Ebene parallel zu der vorbestimmten Schiebebewegungsbahn,
während der "laterale Schnitt" der Fensterscheibe sich
auf einen Schnitt längs
einer Ebene bezieht, welche die vorbestimmte Schiebebewegungsbahn
im Wesentlichen in rechten Winkeln dazu schneidet, ungeachtet einer
Stellung, in welcher die Fensterscheibe tatsächlich an einem Kraftfahrzeug
angebracht ist.
-
Indem
nämlich
ein bogenförmig
gekrümmter vertikaler
Schnitt und ein gekrümmter
lateraler Schnitt ausgebildet werden, bildet die Fahrzeugfensterscheibe
als Ganzes eine bidirektional gekrümmte Scheibe, welche weder
eine sphärisch
gekrümmte Scheibe
(da die Krümmungsradien
in den vertikalen und lateralen Schnitten nicht miteinander übereinstimmen)
noch eine zylindrisch gekrümmte
Scheibe (da beide Krümmungsradien
in den vertikalen und lateralen Schnitten nicht unendlich sind).
Indem so die vertikalen und lateralen Schnittformen unabhängig voneinander
gewählt
werden, kann die erfinderische Fahrzeugfensterscheibe eine verbesserte ästhetische
Wirkung besitzen und die Form des Kraftfahrzeugs kann wie gewünscht frei
gewählt
werden, ohne durch die Fensterscheibe wesentlich gebunden zu sein.
-
Der
Krümmungsradius
in dem gekrümmten vertikalen
Schnitt und der Krümmungsradius
in dem gekrümmten
lateralen Schnitt unterscheiden sich vorzugsweise voneinander. Indem
die Fensterscheibe sowohl im vertikalen Schnitt als auch im lateralen Schnitt
mit einem jeweiligen einzelnen Krümmungsradius gekrümmt wird,
kann die Anlage zur Herstellung der erfinderischen Fahrzeugfensterscheibe
vereinfacht werden, um auf diese Weise die fortlaufende Herstellung
der Fensterscheiben zu erleichtern.
-
In
einer Ausführung
der vorliegenden Erfindung ist der laterale Schnitt mit einer zusammengesetzten
Krümmung
gekrümmt,
welche aus einer kontinuierlichen Folge einer Mehrzahl von Krümmungsradien
zusammen gesetzt ist, welche von dem Krümmungsradius in dem gekrümmten vertikalen
Schnitt verschieden sind. Indem der laterale Schnitt so mit der
zusammengesetzten Krümmung
gekrümmt
wird, kann die Freiheit oder Flexibilität bei der Auswahl der Form
der Fahrzeugfensterscheibe wie auch die Gesamtform und das Design
des Kraftfahrzeugs, welches eine solche Fensterscheibe verwendet,
außerordentlich
gesteigert werden.
-
Vorzugsweise
umfasst die Fensterscheibe eine gekrümmte Scheibe mit einer im Wesentlichen gleichmäßigen Dicke,
wobei eine Hauptoberfläche derselben
eine gekrümmte
Oberfläche
ausbildet, wobei die gekrümmte
Oberfläche
eine Anhäufung
von Punkten ist, welche die folgenden Bedingungen erfüllen:
- (a) wenn ein Vektor, welcher die gekrümmte Oberfläche an einem
Punkt auf der gekrümmten
Oberfläche
berührt,
ein Tangentenvektor genannt wird, ein Tangentenvektor mit einer
maximalen Krümmung
ein erster Tangentenvektor genannt wird, und ein Tangentenvektor
mit einer minimalen Krümmung
ein zweiter Tangentenvektor genannt wird, dann haben alle Punkte
auf der gekrümmten Oberfläche den
ersten Tangentenvektor und den zweiten Tangentenvektor, welche einander
orthogonal schneiden;
- (b) wenn ein Normalenrichtungsvektor an einem Punkt auf der
gekrümmten
Oberfläche
ein Normalenvektor genannt wird und eine Ebene, welche den Normalenvektor
an einem ausgewählten Punkt
auf der gekrümmten
Oberfläche
und den ersten Tangentenvektor enthält, eine Normalenschnittebene
genannt wird, stimmen alle Krümmungen
auf einer Kurve, welche an einem Schnittpunkt ausgebildet ist, wo
sich die gekrümmte
Oberfläche
und eine Normalenschnittebene treffen, mit der maximalen Krümmung überein;
- (c) die Kurve, welche an dem Schnittpunkt ausgebildet ist, wo
sich die gekrümmte
Oberfläche
und die Normalenschnittebene treffen, folgt einer Schiebebewegungsbahn
der Fensterscheibe;
- (d) die maximale Krümmung
ist nicht gleich der minimalen Krümmung; und
- (e) die minimale Krümmung
ist nicht Null.
-
Durch
diese Anordnung wird es möglich,
die Form der erfinderischen Fensterscheibe (bidirektional gekrümmte Scheibe)
präzise
zu definieren. Die so hergestellte Fahrzeugfensterscheibe erlaubt
das Verengen einer Schlitzöffnung
in einem Türkörper, wodurch
der Türkörper 31 schlank
gemacht werden kann.
-
Die
minimale Krümmung
kann an allen Punkten auf der gekrümmten Oberfläche konstant
sein.
-
Wünschenswerterweise
sind Krümmungen, welche
sich innerhalb eines Winkelbereichs erstrecken, welcher von und
zwischen dem ersten Tangentenvektor und dem zweiten Tangentenvektor
definiert ist, so angeordnet, dass sie sich kontinuierlich von der
maximalen Krümmung
zu der minimalen Krümmung
verändern.
-
Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Fahrzeugtürstruktur
vorgesehen, welche umfasst: die oben erwähnte Fahrzeugfensterscheibe;
einen Türkörper mit
einem Anbringungsraum zur verschiebbaren Anbringung der Fahrzeugfensterscheibe
darin und einer Schlitzöffnung,
welche in Verbindung steht mit dem Anbringungsraum zur Aufnahme
der Fahrzeugfensterscheibe für
eine Schiebebewegung in und aus der Schlitzöffnung mit einem im Wesentlichen
gleichmäßigen Zwischenraum,
welcher zwischen der Außenumfangsfläche der
Fahrzeugfensterscheibe und einer Innenoberfläche des Türkörpers ausgespart ist, welcher
die Schlitzöffnung
definiert; ein Paar von Führungsschienen,
welche in gegenüberliegenden
Innenflächen
des Türkörpers ausgebildet
sind und einen gleichen Krümmungsradius
wie die vorher festgelegte Schiebebewegungsbahn der Fahrzeugfensterscheibe
haben, um die Schiebebewegung der Fahrzeugfensterscheibe in und
aus der Schlitzöffnung
relativ zu dem Türkörper zu
führen;
und eine Fensterstellvor richtung zum Schieben der Fahrzeugfensterscheibe
entlang der Führungsschienen.
-
Die
in dem Türkörper ausgebildete
Schlitzöffnung
hat eine kleine Querschnittsfläche,
welche in etwa dem lateralen Schnitt der Fahrzeugfensterscheibe
entspricht. Die bidirektional gekrümmte Fensterscheibe kann leicht
an dem herkömmlichen Türkörper für eine freie
auf/absteigende Bewegung ohne Behinderung durch die Innenfläche des
Türkörpers angebracht
werden. Somit kann die erfinderische Fahrzeugtürstruktur mit fast denselben
Bestandteilen vervollständigt
werden, wie sie bei den herkömmlichen
Türstrukturen
verwendet werden, um auf diese Weise eine unerwünschte Erhöhung der Herstellungskosten
zu vermeiden.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
Bestimmte
bevorzugte Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung werden unten detaillierter nur beispielhaft
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, in welchen:
-
1 eine
perspektivische Ansicht ist, welche schematisch eine allgemeine
Anordnung eines Kraftfahrzeugs zeigt, an welchem die Prinzipien
der vorliegenden Erfindung angewendet werden;
-
2 eine
Querschnittsansicht längs
einer Linie 2-2 der 1 ist;
-
3 eine
schematische Ansicht ist, welche eine Fahrzeugtürstruktur gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
-
4 eine
Ansicht ist, welche eine Fahrzeugfensterscheibe gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung veranschaulicht, welche insbesondere vertikale
Schnitte der Fensterscheibe zeigt;
-
5 eine
Ansicht ist, welche auch die Fahrzeugfensterscheibe gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, welche insbesondere
laterale Schnitte der Fensterscheibe zeigt;
-
6 eine
vergrößerte perspektivische
Ansicht der Fahrzeugtürstruktur
gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
-
7 eine
Querschnittsansicht längs
einer Linie 7-7 der 6 ist;
-
8A und 8B Schnittansichten
sind, welche herkömmliche
Kraftfahrzeugscheiben im Gegensatz zu der Fahrzeugfensterscheibe
der vorliegenden Erfindung zeigen;
-
9 eine
schematische Darstellung ist, welche die Grundprinzipien erläutert, auf
welchen die erfinderische Fahrzeugfensterscheibe hergestellt wird;
-
10 eine
Ansicht, teilweise im Schnitt längs
einer Linie 10-10 der 9 ist;
-
11A und 11B schematische
Darstellungen sind, welche weitere Beispiele der Scheibenschiebebewegungsbahn
zeigt, welcher die Fensterscheibe folgt;
-
12 eine
Querschnittsansicht ist, welche eine Modifikation der Fahrzeugfensterscheibe
der 7 zeigt;
-
13 eine
vertikale Schnittansicht längs
einer Linie 13-13 der 1 ist;
-
14 eine
vertikale Schnittansicht längs
einer Linie 14-14 der 1 ist;
-
15 eine
Ansicht ist, welche ein Beispiel eines Kraftfahrzeugs zeigt, welches
mit zwei horizontal verschieblichen Fensterscheiben versehen ist;
-
16 eine
vertikale Schnittansicht längs
einer Linie 16-16 der 15 ist;
-
17 eine
vertikale Schnittansicht längs
einer Linie 17-17 der 15 ist;
-
18 eine
Ansicht ist, welche das Euler'sche
Theorem erläutert;
-
19a und 19B Ansichten
sind, welche eine erste Phase eines mathematischen Ansatzes erläutern, welcher
bei der Herstellung der erfinderischen Fensterscheibe verwendet
wird;
-
20A und 20B Ansichten
sind, welche eine zweite Phase des mathematischen Ansatzes erläutern;
-
21 und 22 Ansichten
sind, welche zusätzliche
Merkmale des mathematischen Ansatzes erläutern; und
-
23 eine
Ansicht ist, welche eine herkömmliche
tonnenförmige
Fensterscheibe zeigt.
-
BESTE ART
DER DURCHFÜHRUNG
DER ERFINDUNG
-
Zunächst auf 1 Bezug
nehmend umfasst ein Kraftfahrzeug 10: eine Windschutzscheibe 14,
welche an einem Frontteil eines Fahrzeugaufbaus 13 angebracht
ist, welcher mit Vorder- und Hinterrädern 11 und 12 ausgestattet
ist; Vordertürfensterscheiben 16,
welche verschiebbar in vorderen Seitentüren 15 (von denen
nur eine gezeigt ist) aufgenommen sind; Hintertürfensterscheiben 18,
welche in hinteren Seitentüren 17 (von
denen nur eine gezeigt ist) verschiebbar aufgenommen sind; Fontfensterscheiben 19 (von
denen nur eine gezeigt ist), welche an einem Teil des Fahrzeugaufbaus 13 hinter
den Hintertürfensterscheiben 18 angebracht
sind, eine Dachfensterscheibe 21, welche verschiebbar in
einem Dachfenster 20 des Fahrzeugaufbaus 13 aufgenommen
ist; und eine Heckfensterscheibe 23 (21,
welche an einem hinteren Teil des Fahrzeugaufbaus 13 angebracht
ist. Von diesen Fensterscheiben wird jede der Vorder- und Hintertürfensterscheiben 16 und 18 und
die Dachfensterscheibe 21 nachfolgend manchmal als eine "verschiebbare Fahrzeugfensterscheibe" bezeichnet.
-
Als
Nächstes
wird auf 2 Bezug genommen, welche insbesondere
eine Art und Weise zeigt, in welcher ein Fahrzeugabteil von der
Windschutzscheibe 14, den Vorder- und Hintertürfensterscheiben 16 und 18,
den Fontfensterscheiben 19 und der Heckfensterscheibe 23 eingeschlossen
ist. Bei dem Kraftfahrzeug 10 sind, wie hier veranschaulicht,
alle diese Fensterscheiben 14, 16, 18, 19 und 23 bogenförmig gekrümmt, um
nach außen
oder in einer Außenrichtung
konvex zu sein.
-
Bisher
gab es kein Problem, die Windschutzscheibe 14, die Fontfensterscheiben 19 und
die Heckfensterscheibe 23 in drei Dimensionen zu krümmen, da
sie "fest eingebaute" Scheiben sind. Im
Gegensatz dazu war es praktisch unmöglich, die verschiebbaren Vorder-
und Hintertürfensterscheiben 16 und 18 in
der Längsrichtung
des Fahrzeugaufbaus 13 zu krümmen und dennoch Aufwärts/Abwärtsschiebebewegungen
der so gekrümmten
Fensterscheiben 16 und 18 zu erlauben. Die vorliegende
Erfindung sorgt jedoch dafür,
dass es möglich
ist, die verschiebbaren Vorder- und Hintertürfensterscheiben 16 und 18 in
der Längsrichtung
des Fahrzeugaufbaus 13 derart zu krümmen, dass die Aufwärts/Abwärtsschiebebewegungen
der so gekrümmten
Scheiben längs der
jeweiligen Türkörper ermöglicht werden,
ohne wesentliche Schwierigkeiten mit sich zu bringen. Durch Krümmen der
Vorder- und Hintertürfensterscheiben 16 und 18 und
der Fondfensterscheiben 19 mit einem selben Krümmungsradius
in der Längsrichtung
des Fahrzeugaufbaus 13 kann die vorliegende Erfindung die äußere Erscheinung
dieser Scheiben merklich verbessern und folglich die ästhetische Wirkung
des mit diesen Scheiben ausgestatteten Kraftfahrzeugs.
-
Wie
in 3 gezeigt, umfasst eine Fahrzeugtürstruktur
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung einen Türkörper 31 welcher verschiebbar
eine Türfensterscheibe (in
diesem veranschaulichten Beispiel, die Vordertürfensterscheibe 16)
aufnimmt, ein Paar gegenüberliegende
Führungsschienen 32 und 33 zum
Führen
der Aufwärts/Abwärts- (d.h.
auf/absteigenden) Schiebebewegungen der Türfensterscheibe 16 relativ
zu dem Türkörper 31.
Ebenso ist in dem Türkörper 31 ein Scheibenhebe/senkmechanismus 34 aufgenommen, welcher üblicherweise
eine "Fensterstellvorrichtung" genannt wird. Eine
Hebe/Senkkupplung 35 der Fensterstellvorrichtung 34 ist
an der Türfensterscheibe 16 durch
Bolzen 36 befestigt. Ein Antriebskabel 38 wird über einen
Elektromotor 37 derart angetrieben, dass die Türfensterscheibe 16 durch
das Kabel 38 über
die Hebe/Senkkupplung 35 in einer Richtung eines Pfeils ➀ angehoben
oder abgesenkt wird (nach oben oder unten bewegt wird). Eine Bahn
solcher Bewegungen in der Richtung des Pfeils ➀ der
Türfensterscheibe 16 wird
nachfolgend für
die Bequemlichkeit der folgenden Beschreibung als eine "Scheibenschiebebewegungsbahn" 40 bezeichnet.
Es ist zu beachten, dass der Pfeil ➀ und folglich die Scheibenschiebebewegungsbahn 40 in
einer Richtung senkrecht zu der Ebene des Blatts der 3 bogenförmig gekrümmt ist.
-
Nun
wird auf 4 Bezug genommen, welche die
Fahrzeugfensterscheibe veranschaulicht. Insbesondere zeigt ein Teil
(A) der 4 einen vertikalen Schnitt der
Fahrzeugfensterscheibe (in diesem veranschaulichten Beispiel die
Vordertürfensterscheibe 16)
längs einer
Linie A-A parallel zu der Scheibenschiebebewegungsbahn 40.
In ähnlicher Weise
zeigen ein Teil (B) und ein Teil (C) der 4 andere
vertikale Schnitte der Fahrzeugfensterscheibe 16 längs einer
Linie B-B bzw. einer Linie C-C, welche auch parallel zu der Scheibenschiebebewegungsbahn 40 sind.
Alle diese vertikalen Schnitte der Fahr zeugfensterscheibe 16 haben
einen gleichen ersten Krümmungsradius
R1 und dieser erste Krümmungsradius
R1 entspricht dem der Scheibenschiebebewegungsbahn 40.
Der vertikale Schnitt der Fahrzeugfensterscheibe 16 hat
nämlich
den gleichen ersten Krümmungsradius
R1 an jeder Position der Fensterscheibe 16 (in diesem Fall über die
ganze Länge
der Fensterscheibe 16). In dem Fall, wo die Fensterscheibe 16 in
einem PKW verwendet wird, wird der erste Krümmungsradius R1 so ausgewählt, dass
er in einem Bereich von 0,5 m bis 5 m liegt.
-
In
dem Fall, wo die Türfensterscheibe 16 wie in 4 gezeigt
in der Fahrzeugtürstruktur
der 3 verwendet wird, sind die Führungsschienen 32 und 33 auch
bogenförmig
gekrümmt
mit dem ersten Krümmungsradius
R1 in der Richtung senkrecht zu der Ebene des Blatts der 3,
sodass die Türfensterscheibe 16 reibungslos
in der Richtung des Pfeils ➀ verschiebbar ist, d.h. längs der
Scheibenschiebebewegungsbahn 40.
-
Nun
der 5 zuwendend zeigt ein Teil (a) derselben einen
Quer- oder lateralen Schnitt der Fahrzeugfensterscheibe (in diesem
veranschaulichten Beispiel die Vordertürfensterscheibe 16)
längs einer
Linie a-a, welche die Scheibenschiebebewegungsbahn 40 im
Wesentlichen in rechten Winkeln dazu schneidet. In ähnlicher
Weise zeigen ein Teil (b) und ein Teil (c) der 5 weitere
laterale Schnitte der Fahrzeugfensterscheibe 16 längs einer
Linie b-b bzw. einer Linie c-c, welche die Scheibenschiebebewegungsbahn
40 im Wesentlichen in rechten Winkeln dazu schneiden. Alle diese
lateralen Schnitte der Fahrzeugfensterscheibe 16 haben
einen gleichen zweiten Krümmungsradius
R2, welcher von dem oben erwähnten
ersten Krümmungsradius
R1 verschieden ist (d.h. R2 ≠ R1
). Der laterale Schnitt der Fahrzeugfensterscheibe 16 hat
nämlich
den zweiten Krümmungsradius
R2 an jeder Position der Fensterscheibe 16 (in diesem Fall über die
gesamte Höhe der
Fensterscheibe 16). In dem Fall, wo die Fensterscheibe 16 in
einem PKW verwendet wird, wird der zweite Krümmungsradius R2 so ausgewählt, dass
er in einem Bereich von 5 m bis 50 m liegt. Die so geformte erfinderische
Fahrzeugfensterscheibe 16 bildet eine bidirektional gekrümmte Scheibe,
welche weder eine sphärisch
gekrümmte
Scheibe ist (da der zweite oder laterale Krümmungsradius R2 nicht dem ersten
oder vertikalen Krümmungsradius
R1 entspricht) noch eine zylindrisch gekrümmte Scheibe ist (da R2 ≠ ∞ und R1 ≠ ∞) (entweder
der vertikale Krümmungsradius
R1 oder der laterale Radius des Krümmungsradius R2 ist ∞ im Falle
einer zylindrisch gekrümmten
Scheibe).
-
Nun
wird auf 6 Bezug genommen, welche perspektivisch
die Fahrzeugtürstruktur
gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
zeigt, zusammen mit 7, welche eine Querschnittsansicht
längs einer
Linie 7-7 der 6 ist. Wie in 7 gezeigt,
besitzt der Türkörper 31 eine
Schlitzöffnung 42,
in welcher die Türfensterscheibe
(in diesem veranschaulichten Beispiel die Vordertürfensterscheibe 16)
eingesetzt ist, wobei ein gleichmäßiger Zwischenraum t um die
gesamte Scheibe 16 zwischen der Innenoberfläche des
Türkörpers 31 und
der Außenoberfläche der
Scheibe 16 ausgespart ist. Die Schlitzöffnung 42 steht mit
einem Scheibenanbringungsraum in dem Türkörper über der Öffnung in Verbindung und kann in
einer abgeschrägten
flachen Oberfläche
ausgebildet sein.
-
Da
der laterale Schnitt der Fahrzeugfensterscheibe 16 den
zweiten Krümmungsradius
R2 besitzt, stimmt die Fensterscheibe 16 an jeder Position der
Fensterscheibe 16 (in diesem Fall über die gesamte Höhe der Scheibe 16),
wie früher
unter Bezug auf 5 beschrieben wurde, immer im
Profil mit der Schlitzöffnung 42 überein,
wenn sie angehoben wird (oder relativ zu der Ebene des Blatts der 7 nach oben
gezogen wird). Somit kann der Zwischenraum t eine sehr kleine Breite
oder Querschnittsfläche
besitzen. Als eine Konsequenz kann die bidirektional gekrümmte Fensterscheibe 16,
welche in dem Türkörper 31 der 6 aufgenommen
ist, reibungslos in der Pfeilrichtung durch die enge Schlitzöffnung 42 angehoben
oder abgesenkt werden.
-
Die 8A und 8B sind
Schnittansichten, welche herkömmliche
Kraftfahrzeugscheiben im Gegensatz zu der oben beschriebenen Kraftfahrzeugfensterscheibe
der vorliegenden Erfindung zeigen. Insbesondere veranschaulicht
die 8A eine in einem Türkörper 102 aufgenommene
herkömmliche
Kraftfahrzeugfensterscheibe 101 mit schlechter Ebenheit.
Die herkömmliche
Fahrzeugfensterscheibe 101 neigt nämlich dazu, sich während vorausgehender
Herstellungsstadien zu verziehen. Insbesondere würden unerwünschte Krümmungen 103 und 104 an
Rändern
der Scheibe 101 bestehen bleiben, wie in der Figur ziemlich übertrieben
gezeigt ist. Diese Krümmungen
neigen dazu, zufällige
Formen jenseits menschlicher Kontrolle zu besitzen (d.h. nicht steuer/regelbar,
wie von einem Benutzer gewünscht), um
auf diese Weise verschiedene Krümmungsgrade in
verschiedenen Abschnitten der hergestellten Scheibe zu erzeugen.
Eine solche Fahrzeugfensterscheibe 101 würde in einer
Richtung quer durch ihre Dicke beträchtlich schwanken oder wackeln,
wie durch eine Phantomlinie in der Figur angezeigt, wenn sie längs der
Innenoberfläche
des Türkörpers 102, welcher
die Scheibe 101 umgibt, angehoben oder abgesenkt wird.
Um die Beeinträchtigung
zwischen der unerwünscht
gekrümmten
Fensterscheibe 101 und der Innenoberfläche des Türkörpers 102 zu vermeiden,
ist es notwendig, eine ausreichend breite Schlitzöffnung 105 in
dem Türkörper 102 auszubilden.
Je breiter jedoch die Schlitzöffnung 105 ist,
umso schwieriger würde
es werden, die Türstruktur
wetterfest usw. zu machen. Ferner führt die breitere Schlitzöffnung 105 zu
einer erhöhten
Gesamtdicke des Türkörpers 102,
was das Design der Türstruktur
stark beeinflussen würde.
-
Noch
wichtiger ist es, dass die willkürlichen Krümmungen 103, 104,
welche der durch das herkömmliche
Herstellungsverfahren hergestellten Fensterscheibe eigen sind, ernste
optische Probleme verursachen würden.
Die willkürlichen
Krümmungen 103, 104 würden diskontinuierliche
optische Charakteristika darstellen, um auf diese Weise durch die Fensterscheibe 101 übertragenes
Licht und Bilder zu brechen und zu verzerren. Folglich würden durch
die Fensterscheibe 101 sichtbaren Außenansichten aus der Sicht
eines Fahrers oder Passagiers teilweise verzerrt aussehen und die
Fensterscheibe 101 würde aus
der Sicht von Leuten außerhalb
des Kraftfahrzeugs, wie z.B. Passanten, verzerrt aussehen. Dieses
sind die hauptsächlichen
Unannehmlichkeiten, welche die in der 8A gezeigte
herkömmliche Fahrzeugfensterscheibe 101 zeigt.
-
Um
Lösungen
für diese
Unannehmlichkeiten zu bieten, ist eine technisch ausgereiftere herkömmliche
Fahrzeugfensterscheibe 101 zu einer geraden Querschnittsform
ohne Krümmung
ausgebildet, um in einer viel engeren Schlitzöffnung 106 des Türkörpers passend
aufgenommen zu werden.
-
Im
Gegensatz dazu hat die Fahrzeugfensterscheibe 16 der vorliegenden
Erfindung eine kontinuierlich bogenförmig gekrümmte Form, wie oben in Bezug
auf die 4 und 5 dargelegt,
und zeigt somit keine diskontinuierlichen optischen Charakteristika,
welche zu einer unerwünschten
Verzerrung von Licht und Bildern führen würden.
-
9 ist
eine schematische Darstellung, welche die Grundprinzipien erläutert, auf
welchen die Fahrzeugfensterscheibe der vorliegenden Erfindung hergestellt
ist. Insbesondere zeigt 9 ein Beispiel einer Vorrichtung
zur Herstellung der erfinderischen bidirektional gekrümmten Fahrzeugfensterscheibe, welche
weder sphärisch
gekrümmt
noch zylindrisch gekrümmt
ist. Diese Fertigungsvorrichtung 50 umfasst eine Mehrzahl
von Krümmungsstationen 60, welche
einem Ausgang von einem Glasscheibenheizofen 52 folgen,
welcher mit Transportwalzen 51 versehen ist. Die hintereinander
in einem Bogen mit dem Krümmungsradius
R1 angeordneten Krümmungsstationen 60 dienen
dazu, die zu der Fensterscheibe 16 auszubildende erhitzte
Glasscheibe über die
Breite derselben in dem ersten Krümmungsradius R1 bogenförmig zu
krümmen.
-
Wie
in 10 gezeigt, umfasst jede der Krümmungsstationen 60 ein
Paar untere und obere flexible Wellen 61 und 65, über die
zwei Scheibensätze 62 bzw. 66 angebracht
sind. Die Krümmungsstation 60 umfasst
auch einen unteren Rollabschnitt 64, welcher die untere
flexible Welle 61 zwischen den benachbarten Scheiben 62 durch
untere Zylinder 63 zwangsweise hebt oder senkt. Die Krümmungsstation 60 umfasst
auch einen oberen Rollabschnitt 68, welcher die obere flexible
Welle 65 zwischen den benachbarten Scheiben 66 durch
obere Zylinder 67 zwangsweise hebt oder senkt. Lager 69 sind
auch an entgegengesetzten Enden der zwei flexiblen Wellen 61 und 65 vorgesehen.
-
In
jeder der so konstruierten Krümmungsstationen 60 kann
der Krümmungsgrad
der unteren flexiblen Welle 61 so eingestellt werden, wie
von einem Benutzer gewünscht,
indem die unteren Zylinder 63 steuer/regelbar betätigt werden.
Indem dann die obere flexible Welle 65 in einer zu der
unteren flexiblen Welle 61 ähnlichen Weise gebogen wird,
kann die zu der Fensterscheibe (in diesem Fall der Vordertürfensterscheibe 16)
auszubildende Glasscheibe bogenförmig
in dem zweiten Krümmungsradius
R2 gekrümmt
werden. Somit kann die bidirektional gekrümmte Fahrzeugfensterscheibe
mit dem ersten und dem zweiten Krümmungsradius R1 und R2 in der in
Bezug auf die 9 und 10 beschriebenen Weise
hergestellt werden.
-
Wo
die Fahrzeugfensterscheibe auf eine solche Weise bidirektional gekrümmt wird,
dass ihr vertikaler Schnitt den ersten Krümmungsradius R1 besitzt, während ihr
lateraler Schnitt den zweiten Krümmungsradius
R2 besitzt, d.h. dass nicht nur ihr vertikaler Schnitt bogenförmig mit
einem einzigen Krümmungsradius
gekrümmt
ist, sondern auch ihr lateraler Schnitt mit einem anderen einzigen
Krümmungsradius
gekrümmt
ist, kann die Fertigungsvorrichtung, wie in den 9 und 10 gezeigt,
entsprechend verwendet werden und ermöglicht leicht eine fortlaufende
Herstellung der erfinderischen bidirektional gekrümmten Fahrzeugfensterscheiben.
-
Als
Nächstes
wird auf die 11A und 11B Bezug genommen,
welche weitere Beispiele der Scheibenschiebebewegungsbahn 40 zeigen,
denen die erfinderische bidirektional gekrümmte Fahrzeugfensterscheibe
folgen kann. Die in den 3 bis 5 gezeigte
Scheibenschiebebewegungsbahn 40 ist relativ zu der vertikalen
Achse des Kraftfahrzeugs linear geneigt. Jedoch ist gemäß den Grundprinzipien
der vorliegenden Erfindung die Scheibenschiebebewegungsbahn 40 nicht
so eingeschränkt
und kann, wie in den 11A und 11B gezeigt,
modifiziert sein. 11A zeigt nämlich eine modifizierte Scheibenschiebebewegungsbahn 40,
welche generell die Form einer geknickten oder scharfkurvigen Linie
besitzt, während 11B eine weitere modifizierte Scheibenschiebebewegungsbahn 40 zeigt,
welche generell die Form eines Kreisbogens besitzt.
-
Als
Nächstes
wird unter Bezugnahme auf 12 eine
Modifikation der Fahrzeugtürstruktur
der 7 erörtert.
Insbesondere ist in 12 eine modifizierte Fahrzeugfensterscheibe
(in diesem Fall die Vordertürfensterscheibe 16)
gezeigt, welche in einem komplizierteren lateralen Schnitt ausgebildet
ist, welcher eine Kombination von Krümmungsradien R21, R22 und R23
(z.B. R21 < R22 < R23) besitzt. Eine solche
Kombination von Krümmungsradien
wird eine "zusammengesetzte
Krümmung" genannt. Die modifizierte
Fahrzeugfensterscheibe 16 der 12 ist nämlich dadurch
gekennzeichnet, dass ihr vertikaler Schnitt den einzigen Krümmungsradius
R1 hat, während
ihr lateraler Schnitt eine zusammengesetzte Krümmung hat, welche aus einer
kontinuierlichen Folge einer Mehrzahl von Krümmungsradien R21, R22,...,
Rn ("n" ist eine ganze Zahl
größer als
1 und R21 ≠ R22 ≠ R23 ≠ ≠ R2n). Durch
Krümmen
des lateralen Schnitts mit der zusammengesetzten Krümmung kann
die Freiheit oder Flexibilität
bei der Auswahl der Form der Fahrzeugfensterscheibe wie auch die
Gesamtform und das Design des Kraftfahrzeugs, welches eine solche
Fensterscheibe verwendet, überaus
verbessert werden.
-
Wie
in 13 gezeigt, ist die Dachfensterscheibe 21 auch
bogenförmig
gekrümmt
mit dem ersten Krümmungsradius
R1 in der Längsrichtung
des Kraftfahrzeugs, und ist in der Figur entlang Schienen (von denen
nur eine gezeigt ist) 71 nach rechts verschiebbar.
-
Die
Dachfensterscheibe 21 ist, wie in 14 gezeigt,
auch bogenförmig
mit dem zweiten Krümmungsradius
R2 in der Quer- oder Breitenrichtung des Kraftfahrzeugs gekrümmt und
ist in der Richtung senkrecht zu der Blattebene der Figur längs Schienen 71 verschiebbar.
Die Dachfensterscheibe 21 ist, wie in den 13 und 14 gezeigt,
nämlich
auch eine bidirektional gekrümmte
Fahrzeugfensterscheibe mit einer verbesserten ästhetischen Wirkung.
-
In 15 ist
ein Beispiel eines Kraftfahrzeugs gezeigt, welches mit zwei horizontal
verschiebbaren Fensterscheiben 72 und 73 versehen ist,
von denen wenigstens eine (z.B. die Scheibe 72) relativ
zu der anderen entlang der horizontalen Scheibenschiebebewegungsbahn 40 horizontal
verschiebbar ist, um das Fenster zu schließen oder zu öffnen.
-
Nun
der 16 zuwendend ist dort der vertikale Schnitt der
Fensterscheibe 73 in der Richtung orthogonal zu der horizontalen
Scheibenschiebebewegungsbahn 40 gesehen, gezeigt. Die veranschaulichte
horizontal verschiebbare Fensterscheibe 73 hat den Krümmungsradius
R2 und wenn die andere verschiebbare Fensterscheibe 72 auch
denselben Krümmungsradius
R2 hat, dann sind die zwei Fensterscheiben 72 und 73 in
der Richtung senkrecht zu der Blattebene der Figur verschiebbar.
-
Wie
in 17 gezeigt, haben beide horizontal verschiebbaren
Seitenfensterscheiben 72 und 73 den Krümmungsradius
R1 in ihren lateralen Schnitten parallel zu der horizontalen Scheibenschiebebewegungsbahn 40.
-
Die
horizontal verschiebbaren Seitenfensterscheiben 72 und 73,
welche oben unter Bezug auf die 15 bis 17 beschrieben
sind, können
sehr nützlich
sein, wenn sie in einer Fensterstruktur verwendet werden, um in
ein Haus oder anderes Gebäude
eingebaut zu werden. Da diese horizontal verschiebbaren Seitenfensterscheiben 72 und 73 jeweils
eine bidirektional gekrümmte
Scheibe sind, welche den ersten Krümmungsradius R1 in dem lateralen
Schnitt und den zweiten Krümmungsradius
R2 in dem vertikalen Schnitt hat und welche daher weder eine sphärisch gekrümmte Scheibe
noch eine zylindrisch gekrümmte
Scheibe ist, sind sie vom Gesichtspunkt architektonischer Ästhetik
sehr vorzuziehen.
-
Die
vorliegende Erfindung wird nun mathematisch unter Bezugnahme auf 18 bis 22 beschrieben.
Die herkömmlichen
Fensterscheiben, welche eine zusammengesetzte Krümmung haben, sind mit geringer
Präzision
konfiguriert. Im Gegensatz dazu hat die erfinderische Fensterscheibe
eine präzise
definierte Konfiguration. Um die Konfiguration einer Fensterscheibe
präzise
zu definieren, sollte ein mathematischer oder geometrischer Ansatz
verwendet werden.
-
Nun
wird auf 18 Bezug genommen, welche das
Euler'sche Theorem
erläutert.
Zuerst wird ein Punkt P auf einer in der Figur gezeigten gekrümmten Oberfläche S in
Betracht gezogen. Obwohl der gerade verwendete Begriff "gekrümmte Oberfläche" aus einem mathematischen
Gesichtspunkt präzise "Oberfläche" sein sollte, ist
zu bemerken, dass er überall
in dieser Beschreibung verwendet wird wegen der Unterscheidung zwischen
diesem und anderen Begriffen, welche von "Oberfläche" begleitet werden. Als Nächstes werden
ein Einheitsnormalenvektor n der gekrümmten Oberfläche S an
dem Punkt P und ein Einheitstangentenvektor X der gekrümmten Oberfläche S an
dem Punkt P festgelegt. Die gekrümmte
Oberfläche
S wird von einer Ebene Hm geschnitten, welche den Vektor X und den
Vektor n umfasst. Eine Schnittfläche
oder Kurve, welche sich in der Ebene Hm ergibt, der gekrümmten Oberfläche S wird
als c bezeichnet. Die Krümmung
der Kurve c am Punkt P ist durch k repräsentiert. Insbesondere ist
die Krümmung
in der Richtung des Einheitstangentenvektors X durch kx repräsentiert. Wenn
Einheitstangentenvektoren X der gekrümmten Oberfläche S am
Punkt P in verschiedenen Richtungen gegeben sind und wo kx keine
Konstante ist, ergeben sich zwei Einheitstangentenvektoren X1, X2 mit den folgenden
Eigenschaften:
- (1) kx1 ist
ein Maximalwert von kx, während
kx2 ein Minimalwert von kx ist
- (2) X1 und X2 schneiden
sich orthogonal
- (3) wenn ein durch X und X1 ausgebildeter
Winkel θ ist,
ist kx = kx1 cos2 θ + kx2 sin2 θ
-
Dies
wird das Euler'sche
Theorem genannt.
-
Als
Nächstes
wird auf die 19A und 19B Bezug
genommen, welche eine erste Phase eines mathematischen Ansatzes
erläutern,
der bei der Herstellung der erfinderischen Fensterscheibe verwendet
wird. In 19A wird durch die Bezugszahl 16 eine
Türfensterscheibe
bezeichnet, welche in die Fahrzeugtür (siehe 1)
vertikal verschiebbar einzusetzen ist. Die Fensterscheibe 16 ist
eine gekrümmte
Scheibe mit einer im Wesentlichen gleichmäßigen Dicke, wobei eine Hauptebene
derselben die gekrümmte
Oberfläche
S ausbildet. Zur Anbringung an dem Türkörper 31 oder den Führungsschienen 32, 33 (siehe 3)
kann es notwendig sein, dass die Türfensterscheibe 16 an
einem Rand derselben in der Dicke verändert ist. Die Türfensterscheibe 16 mit
dem so in der Dicke veränderten
Rand wird auch als eine mit gleichmäßiger Dicke angesehen, soweit
ein Hauptteil der Scheibe eine gleichmäßige Dicke besitzt. Gleichermaßen kann
es für
die Anbringung an dem Türkörper 31 oder
den Führungsschienen 32, 33 erforderlich
sein, dass die Fensterscheibe 16 in der Form an ihrem Rand
verändert
ist, in welchem Fall ihre Hauptfläche den formveränderten
Rand ausschließen
kann.
-
Wiederum
auf 19A Bezug nehmend wird ein Vektor,
welcher die gekrümmte
Oberfläche
S an dem Punkt P auf der Oberfläche
S kontaktiert, ein Tangentenvektor X genannt. Wie aus 19B eingesehen werden kann, gibt es eine unendliche
Anzahl von Tangentenvektoren X relativ zu dem Punkt P. Diese Vektoren
können
durch Xn (n = 1, 2, 3,...) ausgedrückt werden. Von diesen Vektoren
Xn kann einer mit einem maximalen Krümmungsradius ein erster Tangentenvektor
X1 genannt werden, während ein anderer mit einem
minimalen Krümmungsradius
ein zweiter Tangentenvektor X2 genannt werden
kann. In der Türfensterscheibe 16 schneiden
sich der erste und der zweite Tangentenvektor X1,
X2 orthogonal.
-
Als
Nächstes
wird auf die 20A und 20B Bezug
genommen, welche eine zweite Phase des mathematischen Ansatzes erläutern. In 20A wird angenommen, dass ein Normalenrichtungsvektor
am Punkt P auf der gekrümmten
Oberfläche
S ein Normalenvektor n genannt wird und dass eine Ebene, welche
einen Normalenvektor n an einem ausgewählten Punkt P auf der gekrümmten Oberfläche S und
den ersten Tangentenvektor X enthält, eine Normalenschnittebene
Hm genannt wird. Ein Schnittpunkt, wo sich die gekrümmte Oberfläche S und
die Normalenschnittebene Hm treffen, zieht eine Kurve. Die gezogene
Kurve wird c genannt. Bei der erfinderischen Türfensterscheibe 16 sind
alle Krümmungen
auf der Kurve c so ausgebildet, dass sie mit der maximalen Krümmung übereinstimmen. Wie
leicht eingesehen werden kann, gibt es eine unendliche Anzahl an
Kurven c auf der gekrümmten Oberfläche S. Somit
sind eine unendliche Anzahl an Kurven c so ausgebildet, dass sie
gemäß Regeln
vorhanden sind, welche unter Bezugnahme auf 20B beschrieben
werden.
-
Durch
die Bezugszahl 40 in 20B wird eine
von der Fensterscheibe gefolgte Schiebebewegungsbahn bezeichnet.
Bei der erfinderischen Fensterscheibe 16 wird davon ausgegangen,
dass eine unendliche Anzahl an Kurven durch cn verkörpert werden
(n = 1, 2,..., n). Dann sind alle Kurven c1, c2, ... cn-1, cn so
ausgebildet, dass sie der Schiebebewegungsbahn 40 der Fensterscheibe
folgen.
-
Eine
Oberfläche,
welche eine maximale Krümmung
besitzt, die einer minimalen Krümmung entspricht,
ist eine sphärische
Oberfläche.
Da eine sphärische
Oberfläche
für die
vorliegende Erfindung nicht relevant ist, ist die maximale Krümmung nicht so
ausgebildet, dass sie mit der minimalen Krümmung übereinstimmt. Eine Oberfläche, welche
eine minimale Krümmung
von Null besitzt, ist eine zylindrische Oberfläche. Da wiederum eine zylindrische Oberfläche für die vorliegende
Erfindung nicht relevant ist, ist die minimale Krümmung nicht
auf Null eingestellt.
-
Wie
oben in Bezug auf die 19A, 19B, 20A und 20B erläutert,
stellt die vorliegende Erfindung eine Fahrzeugfensterscheibe zur
verschiebbaren Anbringung an einem Kraftfahrzeug bereit, welche
dadurch gekennzeichnet ist, dass die Fensterscheibe eine gekrümmte Scheibe umfasst
mit einer im wesentlichen gleichmäßigen Dicke, wobei eine Hauptoberfläche derselben
eine gekrümmte
Oberfläche
ausbildet, wobei die gekrümmte Oberfläche eine
Anhäufung
von Punkten ist, welche die folgenden Bedingungen erfüllen:
- (a) Wenn ein Vektor, welcher die gekrümmte Oberfläche an einem
Punkt auf der gekrümmten Oberfläche berührt, ein
Tangentenvektor genannt wird, ein Tangentenvektor mit einer maximalen Krümmung ein
erster Tangentenvektor genannt wird und ein Tangentenvektor mit
einer minimalen Krümmung
ein zweiter Tangentenvektor genannt wird, dann haben alle Punkte
auf der gekrümmten Oberfläche den
ersten Tangentenvektor und den zweiten Tangentenvektor, welche einander
orthogonal schneiden;
- (b) wenn ein Normalenrichtungsvektor an einem Punkt auf der
gekrümmten
Oberfläche
ein Normalenvektor genannt wird und eine Ebene, welche den Normalenvektor
an einem ausgewählten Punkt
auf der gekrümmten
Oberfläche
und den ersten Tangentenvektor enthält, eine Normalenschnittebene
genannt wird, stimmen alle Krümmungen
auf einer Kurve, welche an einem Schnittpunkt ausgebildet ist, wo
die gekrümmte Oberfläche und
eine Normalenschnittebene sich treffen, mit der maximalen Krümmung überein;
- (c) die Kurve, welche an dem Schnittpunkt ausgebildet ist, wo
sich die gekrümmte
Oberfläche
und die Normalenschnittebene treffen, folgt einer Schiebebewegungsbahn
der Fensterscheibe;
- (d) die maximale Krümmung
ist nicht gleich der minimalen Krümmung; und
- (e) die minimale Krümmung
ist nicht Null.
-
Dies
ermöglicht
es, die Form der erfinderischen Fensterscheibe (bidirektional gekrümmte Scheibe)
präzise
zu definieren. Die so hergestellte Fahrzeugfensterscheibe erlaubt
die Verengung der Schlitzöffnung 42 der 7,
wodurch der Türkörper 31 schlank
gemacht werden kann.
-
Nun
auf 21 Bezug nehmend hat der zweite Tangentenvektor
(Tangentenvektor X2 der 19B) eine minimale Krümmung. Jede Kurve dn (n = 1,
2, ..., n), welche eine Kurve cn orthogonal schneidet, die als eine
Ansammlung von ersten Tangentenvektoren angesehen werden kann, ist
eine Anhäufung
von zweiten Tangentenvektoren. Hier sind alle Kurven dn (n = 1,
2,..., n) so eingestellt, dass sie eine minimale Krümmung besitzen.
Die minimale Krümmung
bleibt nämlich
an allen Punkten auf der gekrümmten
Oberfläche
konstant. Indem alle Kurven dn (n = 1, 2,..., n) derart angeordnet
werden, dass sie dieselbe Krümmung
besitzen, wird es möglich,
eine Form zur Ausbildung der Fensterscheibe zu vereinfachen und
folglich die Formherstellungskosten zu verringern. Wenn Rollen für ein solches
Formen verwendet werden, kann die Form der Rollen leicht bestimmt werden.
-
Wie
in 22 gezeigt, wird ein Winkelgebiet oder -bereich Φ durch und
zwischen einer Kurve cn, welche dem ersten Tangentenvektor entspricht,
und einer Kurve dn, welche dem zweiten Tangentenvektor entspricht,
definiert. Die Krümmungen
von Kurven em (m = 1, 2,... n), welche sich innerhalb des Winkelbereichs
erstrecken, sind so angeordnet, dass sie sich kontinuierlich von
der maximalen Krümmung
zu der minimalen Krümmung
verändern.
Da zu diesem Zeitpunkt e1 über
cn liegt, ist 1 nicht in m enthalten.
-
Die
teilweise schlecht geformte herkömmliche
Fensterscheibe umfasst schon an sich oder hat sehr wahrscheinlich
in einem Übergang
von dem maximalen Krümmungsradius
R1 zu dem minimalen Krümmungsradius
R2 Abschnitte, in dem sich Krümmungsradien
plötzlich
verändern.
Diese Abschnitte stellen optische Verzerrungsprobleme und folglich eine
Produktqualitätsverschlechterung
dar. Im Gegensatz dazu kann durch eine Anordnung von Krümmungen,
welche sich in einem Winkelbereich erstrecken, der von und zwischen
dem ersten und dem zweiten Tangentenvektor definiert ist, um sich
von der maximalen Krümmung
zu der minimalen Krümmung
wie bei der vorliegenden Erfindung zu verändern, eine Fensterscheibe
mit hoher Qualität
(bidirektional gekrümmte
Scheibe) bereitgestellt werden, welche frei von optischen Problemen
ist.
-
Es
kann leicht von sachkundigen Handwerkern eingesehen werden, dass
die erfinderische Fahrzeugfensterscheibe für andere als die Seitentürfenster
des Kraftfahrzeugs verwendet werden kann, wie z.B. das Dachfenster.
Ferner kann die erfinderische Fensterscheibe auch bei Fenstern in
Zügen, Yachten,
Booten, Schiffen usw. verwendet werden.
-
GEWERBLICHE
ANWENDBARKEIT
-
Die
vorliegende Erfindung stellt eine gekrümmte Fensterscheibe bereit,
welche geeignet als eine Fahrzeugfensterscheibe mit überlegenen
Vorteilen gegenüber
bekannten zylindrisch gekrümmten, sphärisch gekrümmten und
tonnenförmigen
Fensterscheiben und Glasscheiben mit Krümmungen aus zusammengesetzten
Krümmungen
verwendet werden kann. Die Erfindung stellt auch eine Fahrzeugtürstruktur
bereit, welche eine solche gekrümmte
Fensterscheibe enthält.