DE9219039U1

DE9219039U1 - Höhenverstellbare Seitenglasscheibe für Kraftfahrzeuge

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Publication number: DE9219039U1
Application number: DE9219039U
Authority: DE
Original assignee: Sekurit Saint Gobain Deutschland GmbH and Co KG
Current assignee: Saint Gobain Sekurit Deutschland GmbH and Co KG
Priority date: 1992-02-10
Filing date: 1992-02-10
Publication date: 1997-06-05
Anticipated expiration: 2002-02-11

Description

Höhenverstellbare Seitenglasscheibe für Kraftfahrzeuge

Beschreibung

Die Neuerung betrifft eine Autoglasscheibe, insbesondere eine höhenverstellbare Seitenscheibe, aus Verbundglas aus zwei jeweils thermisch vorgespannten und mittels einer thermoplastischen Zwischenschicht miteinander verbundenen Einzelglasscheiben.

Eine versenkbare Autoglasscheibe dieser Art ist aus dem DE-GM 89 10 916 bekannt. Bei dieser bekannten Seitenscheibe hat die äußere Einzelglasscheibe der Verbundglasscheibe eine Dicke von 3 bis 4 mm und weist insgesamt die übliche Vorspannung einer Einscheibensicherheitsglasscheibe auf. Die innere Einzelglasscheibe der Verbundglasscheibe hat eine Dicke von 1,5 bis 2,5 mm und weist keine oder eine nur geringe Vorspannung auf. Die innere Einzelglasscheibe hat außerdem kleinere Abmessungen als die äußere, vorgespannte Glasscheibe, und der überstehende Randbereich der vorgespannten äußeren Glasscheibe dient für die Führung der Verbundglasscheibe in den Führungsschienen des Fensterrahmens. Die beiden Einzelglasscheiben sind miteinander mit Hilfe einer 0,8 bis 2,0 mm dicken Folie aus thermoplastischem Kunststoff verbunden.

Diese bekannte Glasscheibe ist infolge ihres Aufbaus in hohem Maße einbruchhemmend und weist außerdem eine hohe Schalldämmung auf. Die einbruch- und durchbruchhemmende Wirkung beruht einerseits auf der verhältnismäßig dicken thermoplastischen Zwischenschicht und andererseits darauf, daß die nicht oder nur gering vorgespannte innere Einzelglasscheibe auch bei Zerstörung der äußeren vorgespannten Glasscheibe infolge der dicken Zwischenschicht nicht zerstört wird, oder im Fall der

Zerstörung nur in sehr große Bruchstücke zerbricht, so daß die Fensteröffnung in jedem Fall geschlossen bleibt. Das bedeutet aber, daß auch in den Fällen, in denen die Möglichkeit des Durchbruchs der Seitenscheiben erwünscht ist, nämlich im Fall eines Unfalls, die hohe Widerstandsfähigkeit dieser bekannten Seitenscheibe einen raschen Durchbruch und damit insbesondere einen schnellen Zugang zu den Fahrzeuginsassen verhindert.

Zum nicht vorveröffentlichten Stand der Technik gehört die DE-P 40 27 035. In dieser Patentanmeldung ist ,eine Autoglasscheibe aus Verbundglas beschrieben, bei der jede Einzelglasscheibe eine Dicke von 2,0 bis 3,0 mm und eine im Vergleich zu der Vorspannung von Einscheibensicherheitsglas geringere und über die Scheibenfläche unterschiedliche Vorspannung aufweist derart, daß umlaufend im Randbereich die mittlere Zugspannung im Kern um 5 bis 15 % niedriger ist als die bei der jeweiligen Scheibendicke für ein normengerechtes Bruchverhalten erforderliche Zugspannung, und daß im Bereich der Scheibenfläche innerhalb dieses Randbereichs die mittlere Zugspannung im Kern um 20 bis 40 % niedriger ist als die bei der jeweiligen Scheibendicke für ein normengerechtes Bruchverhalten erforderliche Zugspannung.

Entsprechend dieser geringeren und bezogen auf den Randbereich und auf das Mittelfeld unterschiedlichen Vorspannungen sollen bei diesen zum nicht vorveröffentlichten Stand der Technik gehörenden Verbundglasscheiben die Zugspannungen im Kern bei einer Dicke der Einzelglasscheiben von 2,0 mm im Randbereich 54 bis 76 MN/m² betragen und sich mit zunehmender Dicke auf 46,7 bis 71,2 MN/m² bei einer Glasscheibendicke von 3 mm linear verringern, und im Mittelfeld bei einer 2 mm dicken Glasscheibe 38 bis 64 MN/m² betragen und mit zunehmender Dicke sich bis auf 33 bis 60 MN/m² bei einer Glasscheibendicke von 3,0 mm linear verringern.

Eine Verbundglasscheibe mit diesem Spannungsaufbau der Einzelglasscheiben hat die vorteilhafte Eigenschaft, daß, verglichen mit einer Verbundglasscheibe aus voll vorgespannten Einzelglasscheiben, die Festigkeit im Mittelfeld der Verbundglasscheibe so weit herabgesetzt ist, daß im Notfall die Verbundglasscheibe von außen eingedrückt und damit die Fensteröffnung verhältnismäßig schnell freigelegt werden kann. Während das Mittelfeld beider Einzelglasscheiben der Verbundglasscheibe dabei in sehr grobe Bruchstücke zerbricht, zerfällt der Randbereich in verhältnismäßig kleine Bruchstücke, was die Herauslösung der Verbundglasscheibe aus ihrer Einfassung erleichtert. Die Herabsetzung der Festigkeit im Mittelfeld hat außerdem bei Aufprallunfällen eine günstige Wirkung auf die biomechanischen Eigenschaften der Verbundglasscheibe, während die demgegenüber höhere Vorspannung in der Randzone die günstige Wirkung hat, daß die Verbundglasscheibe den höheren mechanischen Beanspruchungen im Randbereich problemlos standhält.

Aufgabe der Neuerung ist es, eine insbesondere als höhenverstellbare Seitenscheibe verwendbare Autoscheibe dieser Art unter dem Gesichtspunkt der Sicherheitseigenschaften weiter zu verbessern.

Die neuerungsgemäße Verbundglasscheibe zeichnet sich dadurch aus, daß jede der beiden Einzelglasscheiben eine Dicke von 1,5 bis 3,0 mm und eine im Vergleich zu der Vorspannung von Einscheibensicherheitsglas geringere und über die Scheibenfläche unterschiedliche Vorspannung aufweist derart, daß umlaufend im Randbereich die mittlere Zugspannung im Kern um 15 bis 65 % geringer ist als die bei der jeweiligen Scheibendicke für ein normengerechtes Bruchverhalten erforderliche Zugspannung, und daß im Bereich der Scheibenfläche innerhalb dieses Randbereichs die mittlere Zugspannung im Kern um 40 bis 70 % geringer

ist als die bei der jeweiligen Scheibendicke für ein normengerechtes Bruchverhalten erforderliche Zugspannung.

Es hat sich gezeigt, daß bei Verbundglasscheiben mit derart weiter verringerten Vorspannungswerten einerseits die erhöhte Festigkeit in der Randzone den praktischen Anforderungen durchaus genügt, andererseits aber die biomechanischen Eigenschaften und die Möglichkeit, im Notfall die Glasscheibe ohne Zuhilfenahme von Werkzeugen einzudrücken, weiter verbessert werden. Ferner hat es sich gezeigt, daß die vorgeschlagene weitere Verringerung der Vorspannung auch insoweit vorteilhaft ist, als dadurch die normalerweise nur schwierig zu realisierende Vorspannung von Glasscheiben mit einer Dicke von unterhalb 2 mm vereinfacht wird, so daß nunmehr auf verhältnismäßig einfache Weise Verbundglasscheiben mit noch geringerer Gesamtdicke hergestellt werden können.

Es versteht sich, daß im Randbereich der Glasscheiben die Zugspannungszone im Kern nicht bis unmittelbar an die ümfangsflache der Glasscheibe heranreichen darf, weil das eine hohe Kantenempfindlichkeit der Glasscheibe zur Folge hätte. Im unmittelbaren Randbereich, das heißt in einer Zone, deren Breite etwa der ein- bis zweifachen Scheibendicke entspricht, müssen über die gesamte Scheibendicke Druckspannungen herrschen, was in der Regel dadurch erreicht wird, daß die Glasscheiben auch auf den ümfangsflachen beschleunigt abgekühlt werden. Der erfindungsgemäß definierte Randbereich mit Zugspannungen im Kern der Glasscheibe ist also derjenige Randbereich, der sich an den schmalen unmittelbaren Randbereich anschließt.

Unter Berücksichtigung der Dicke der Einzelglasscheiben, die neuerungsgemäß mit einer definierten Vorspannung versehen sind, betragen die Zugspannungen im Kern der Glasscheibe im Randbereich bei einer Glasscheibendicke von 1,5 mm 27,5 bis 57 MN/m² und verringern sich mit

zunehmender Dicke der Glasscheibe linear bis auf 20 bis 47 MN/m² bei einer Glasscheibendicke von 3 mm, während die Zugspannungen im Kern der Glasscheibe im Mittelfeld der Glasscheibe bei einer Glasscheibendicke von 1,5 mm 25 bis 42 MN/m² betragen und sich mit zunehmender Glasscheibendicke linear bis auf 17,5 bis 33 MN/m² verringern.

Nimmt man an, daß zwischen den Zugspannungen im Kern und den Druckspannungen in den Oberflächen der Glasscheibe ein Verhältnis der absoluten Zahlenwerte von etwa 1:2 besteht, dann ergibt sich daraus, daß die Druckspannungen an der Oberfläche im Randbereich sich von 55 bis 114 MN/m² bei 1,5 mm dicken Glasscheiben bis auf 40 bis 94 MN/m² bei 3 mm dicken Glasscheiben, und im Mittelfeld sich von 50 bis 84 MN/m² bei 1,5 mm dicken Glasscheiben bis auf 35 bis 66 MN/m² bei 3 mm dicken Glasscheiben jeweils linear verringern.

Bei Autoglasscheiben handelt es sich in der Regel um gebogene Glasscheiben. Da die Einzelglasscheiben jeweils getrennt vorgespannt werden müssen, müssen im Gegensatz zu dem üblichen Herstellverfahren von Verbundglasscheiben die Einzelglasscheiben auch einzeln gebogen werden. Das stellt besondere Anforderungen an die Präzision und Wiederholbarkeit der für den erfindungsgemäßen Zweck verwendeten Biegeverfahren. Der sich an den Biegeprozeß anschließende Vorspannprozeß ist dabei so zu führen, daß im Randbereich der Glasscheibe eine um soviel stärkere Kühlung erfolgt, daß hier die gewünschten, im Vergleich zum Mittelfeld der Glasscheiben höheren Vorspannungswerte erreicht werden.

Sehr dünne Einzelglasscheiben lassen sich mit besonderem Vorteil nach einem Preßbiegeverfahren biegen und vorspannen, bei dem das Biegen und gleichzeitige Vorspannen mit Hilfe gekühlter Preßformen erfolgt, und bei dem die

Randzonen einer stärkeren Kühlung unterworfen werden. Ein Verfahren dieser Art und geeignete Vorrichtungen hierfür sind in den EP 0 277 074 und 0 404 677 im einzelnen beschrieben.

Die Breite der stärker vorgespannten Randzone soll maximal etwa 3 cm betragen, vorzugsweise etwa 1 bis 2 cm. Für die thermoplastische Zwischenschicht der Verbundglasscheibe haben sich übliche Folien aus Polyvinylbutyral von beispielsweise 0,76 mm Dicke, sowie entsprechende Folien aus thermoplastischem Polyurethan, wie sie im Handel erhältlich sind, bewährt. Gegebenenfalls ist es auch möglich, derartige thermoplastische Folien mit einer handelsüblichen Dicke von 0,38 mm zu verwenden. Die Glasscheiben können zur Erhöhung der Wärmestrahlenabsorption in der Masse eingefärbt und/oder mit wärmestrahlenreflektierenden Oberflächenschichten versehen sein.

Die Zugspannungen im Kern der Glasscheiben lassen sich mit Hilfe des Laser-Streulichtverfahrens messen, wie es in der Veröffentlichung "XV INTERNATIONAL CONGRESS ON GLASS, Leningrad 1989, PROCEEDINGS, Volume 3 b, S. 217 - 220» beschrieben wurde.

Die neuerungsgemäße Spannungsstruktur läßt sich beim Vorspannen mit Blasluft mit den bekannten Vorspanneinrichtungen erzeugen, indem die Verfahrensparameter wie Luftdruck und Abstand der Blasdüsen von der Glasscheibe sowie die geometrische Ausgestaltung der Blaskästen entsprechend dem jeweils erzielten Bruchbild so lange variiert werden, bis die gewünschten Spannungswerte erreicht sind. Dabei muß durch geeignete Maßnahmen dafür gesorgt werden, daß die Wärmeabfuhr im Randbereich der Glasscheiben entsprechend größer ist als im Bereich der Scheibenfläche. Bei einer mit den so ermittelten Verfahrensparametern hergestellten

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Einzelglasscheibe können dann die Spannungen im Mittelfeld und im Randbereich mit Hilfe des Laser-Streulichtverfahrens gemessen und die endgültige Feineinstellung der Verfahrensparameter vorgenommen werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Verbundglasscheibe 1 mit den neuerungsgemäßen Merkmalen in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Die Verbundglasscheibe 1 hat eine leicht zylindrisch gebogene Form und dient als heb- und senkbar gelagerte Türfensterscheibe. Sie besteht aus der inneren Einzelglasscheibe 2 und der äußeren Einzelglasscheibe 3, die mit Hilfe einer 0,76 mm dicken Zwischenschicht 4 aus Polyvinylbutyral unter Anwendung von Wärme und Druck miteinander verbunden sind.

Die beiden Einzelglasscheiben 2 und 3 werden einzeln mit der in der europäischen Patentanmeldung 0 404 677 beschriebenen wassergekühlten Presse gebogen und gleichzeitig vorgespannt. Die durch die Preßwerkzeuge auf den Randbereich und auf das Mittelfeld der Glasscheibe ausgeübte unterschiedliche Kühlwirkung wird dabei durch entsprechende Gestaltung der Preßwerkzeuge bzw. durch Anordnung und Dimensionierung der gekühlten Zonen der Preßwerkz euge erreicht.

Die so gebogenen und vorgespannten Einzelglasscheiben 2 und 3 haben jeweils eine Dicke von 2,1 mm und weisen die erfindungsgemäße Spannungsstruktur auf. In der unmittelbaren Randzone 5, deren Breite b etwa 3 mm beträgt, herrschen über die gesamte Scheibendicke, das heißt also auch in der Mittelebene der Einzelglasscheiben, ausschließlich Druckspannungen. In dem sich an diese Randzone 5 anschließenden umlaufenden Randbereich 6, dessen Breite B etwa 1,5 cm beträgt, betragen die mittleren Zugspannungen im Kern etwa 38 MN/m^, und im Mittelfeld 7 innerhalb des Randbereichs 6 betragen die Zugspannungen im

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Kern etwa 33 MN/m². Die Verbundglasscheibe 1 hat sowohl hinsichtlich ihrer serienmäßigen Herstellbarkeit als auch hinsichtlich ihrer Verkehrs- und Unfallsicherheit aus biomechanischer Sicht hervorragende Eigenschaften.

Claims

Schutzansprüche

Autoglasscheibe, insbesondere höhenverstellbare Seitenscheibe, aus Verbundglas aus zwei jeweils thermisch vorgespannten und mittels einer thermoplastischen Zwischenschicht miteinander verbundenen Einzelglasscheiben, dadurch gekennzeichnet , daß jede der beiden Einzelglasscheiben eine Dicke von 1,5 bis 3,0 mm und eine im Vergleich zu der Vorspannung von Einscheibensicherheitsglas niedrigere und über die Scheibenfläche unterschiedliche Vorspannung aufweist derart, daß umlaufend im Randbereich die mittlere Zugspannung im Kern um 15 bis 65 % geringer ist als die bei der jeweiligen Scheibendicke für ein normengerechtes Bruchverhalten erforderliche Zugspannung, und daß im Bereich der Scheibenfläche innerhalb dieses Randbereichs die mittlere Zugspannung im Kern um 40 bis 70 % geringer ist als die bei der jeweiligen Scheibendicke für ein normengerechtes Bruchverhalten erforderliche Zugspannung.

Autoglasscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Dicke der Einzelglasscheiben von 1,5 mm im Randbereich der Glasscheiben die Zugspannungen im Kern 27 bis 57 MN/m2 betragen und mit zunehmender Dicke der Glasscheibe sich bis auf 20 bis 47 MN/m² bei einer Glasscheibendicke von 3 mm linear verringern, und daß im Mittelfeld der Glasscheiben die Zugspannungen im Kern bei einer 1,5 mm dicken Glasscheibe 25 bis 42 MN/m² betragen und mit zunehmender Dicke der Glasscheibe sich bis auf 17,5 bis 33 MN/m² bei einer Glasscheibendicke von 3 ram linear verringern.