DE69530150T2

DE69530150T2 - Aus einer Verglasung und einem Längsträger oder einem auf der Verglasung aufgeklebten Beschlag bestehendes Konstruktionselement

Info

Publication number: DE69530150T2
Application number: DE69530150T
Authority: DE
Inventors: Thomas Nissl; Alwin Timmermann
Original assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1994-08-03
Filing date: 1995-07-19
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2015-07-20
Also published as: DE69530150D1; EP0695848A3; EP0695848A2; PT695848E; EP0695848B1; DE4427402A1; ES2194893T3

Description

Die Erfindung betrifft ein Konstruktionselement aus mindestens einer Glasscheibe und einem mit der Glasscheibe verklebten Holm, wobei der Holm einen Teil eines Rahmens bilden kann.
Es sind bereits Konstruktionselemente insbesondere für Treibhäuser bekannt, die aus mit Glasfasern verstärkten Polyesterharz-Platten und einem Metall-Tragprofil gebildet sind, das einen Steg und Flügel aufweist. Der Steg des Profils hat einen offenen Querschnitt, der von einer Basis und zwei nach innen abgewinkelten Seiten gebildet ist (DE-U-1819525).
Unter „Konstruktionselementen" werden bei der vorliegenden Erfindung Bauelemente der vorstehend erwähnten Art verstanden, die sowohl im Hochbau als auch Kraftfahrzeugbau oder im Industrie- oder Haushalts-Gerätebau Anwendung finden können. Im Bereich des Hochbaus kann es sich um Fassadenelemente, Wandelemente, vorgefertigte Paneele, 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 Bauelementen bildet der mit der Glasscheibe verklebte Holm in der Regel einen Teil eines geschlossenen Rahmens, der mit der Glasscheibe entlang ihres ganzen Umfangs verklebt ist. Der Holm kann auch einen Teil eines eine oder mehrere Unterbrechungen aufweisenden Rahmens bilden, oder kann auch eine geringere Länge als die Seite der Scheibe haben, auf die er geklebt ist.
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 hat, ohne dass die Torsionsfestigkeit des Bauteils darunter leidet.
Das erfindungsgemäße Konstruktionselement umfasst mindestens eine Glasscheibe und mindestens einen Holm, der ggf. einen Teil eines Rahmens bildet, und sich dadurch auszeichnet, dass der Holm aus einem Profil gebildet ist, das einen Steg und Schenkel umfasst und eine Basis von offenem, etwa u-förmigem Querschnitt bildet, und dadurch, dass die Schenkel an ihrem freien Ende nach außen hin umgebogen sind, um Flansche zu bilden, auf welche die Glasscheibe geklebt wird, derart dass die u-förmige Basis des Profils und die Oberfläche der Glasscheibe zwischen den Flanschen eine starre und feste Baugruppe mit geschlossenem, im wesentlichen trapezoïdalem Querschnitt bilden, dessen Flächenbasis von der Glasscheibe gebildet ist.
In dieser Weise bilden der im Querschnitt U-förmige Holm und der zwischen den beiden Flügeln liegende Teil der Glasscheibe ein geschlossenes verwindungssteifes trapezförmiges Bauteil, wobei die Basis des Trapezes von der Glasscheibe gebildet wird. Die Verklebung geschieht mittels mindestens einer Schicht aus einem festen Kleber und die aus dem Profil und der Glasscheibe zwischen den Klebeflächen des Holmes weisen einen geschlossenen, verwindungssteifen Querschnitt auf.
Ein Holm mit offenem Querschnitt, insbesondere etwa U-förmigem Querschnitt, 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 die gleiche oder 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 zueinander umgebogen sind. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Stege des Holms jeweils nach außen umgebogen sind. In diesem Fall schließt ein wesentlich breiterer Glasabschnitt das Profil, wodurch eine besonders hohe Verwindungssteifigkeit 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
1 eine Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Heckklappe eines Kraftfahrzeugs;
2 einen Schnitt entsprechend der Linie II-II in 1;
3 einen Schnitt entsprechend der Linie III-III in 1, und
4 einen Schnitt entsprechend der Linie IV-IV in 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 Klarheit der Zeichnung halber nicht dargestellt sind. Ebenso sind diejenigen Teile, die normalerweise mit dem Rahmenteil der Heckklappe verbunden sind, wie Scharnierteile, Schließvorrichtung u. a., nicht dargestellt, da sie für die Darstellung der Erfindung nicht erforderlich sind.
Wie insbesondere 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 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 notwen dig, 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 beträgt die Dicke der Kleberschicht jedoch in diesem Ausführungsfall vorzugsweise mehr als 5 mm.
Wie in 4 ersichtlich, ist eine Dichtung zwischen der unteren Kante der Glasscheibe 3 und dem sich anschließenden Rahmenabschnitt 6 vorgesehen. Diese Dichtung besteht aus einem Profilstreifen 25, 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

Konstruktionselement aus mindestens einer Glasscheibe (3) und mindestens einem Holm (13, 14), dadurch gekennzeichnet, dass der Holm (13, 14) aus einem Profil gebildet ist, das einen Steg (16) und Schenkel (17, 18) umfasst und eine Basis von offenem, etwa u-förmigem Querschnitt bildet, und dadurch, dass die Schenkel (17, 18) an ihrem freien Ende nach außen hin umgebogen sind, um Flansche (20) zu bilden, auf welche die Glasscheibe (3) geklebt wird, derart dass die u-förmige Basis des Profils und die Oberfläche der Glasscheibe (3) zwischen den Flanschen (20) eine starre und feste Baugruppe mit geschlossenem, im wesentlichen trapezoïdalem Querschnitt bilden, dessen Flächenbasis von der Glasscheibe (3) gebildet ist.
Konstruktionselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasscheibe aus einem thermisch vorgespannten Glas hergestellt ist.
Konstruktionselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Holm (13, 14) auf eine der Seiten der Glasscheibe (3) an deren Rand aufgeklebt ist.
Konstruktionselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Holm (13, 14) als Teil eines Rahmens (2) ausgeführt ist.
Konstruktionselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasscheibe (3) und der Holm (13, 14) oder der Rahmen (2) wenigstens eine gemeinsame Abmessung haben.
Konstruktionselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasscheibe (3) und der Holm (13, 14) mithilfe eines steifen Klebers verklebt sind.
Konstruktionselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasscheibe (3) und der Holm (13, 14) mithilfe eines Klebers verklebt sind, der nach dem Aushärten eine erhöhte Scherfestigkeit und ein geringes elastisches und plastisches Deformationsvermögen aufweist.