CN101547805A - 用于机动车辆的齐平安装的塑料窗 - Google Patents
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Abstract
一种在机动车辆中使用的塑料窗(10)包括塑料板和与所述塑料板一体形成的窗凸缘(18)，所述塑料板具有限定围绕所述板周边的边缘(12)的部分。所述窗凸缘邻近所述边缘定位并至少部分地沿此延伸。所述窗凸缘(18)包括接合结构(21，26)，所述接合结构构造为与窗框(30)的相应的接合结构(34)相接合。窗组件(40)包括塑料窗和窗框，所述窗框构造为连接到机动车辆上。所述窗框具有形成相应的接合结构的部分，所述相应的接合结构接收所述窗凸缘的接合结构以将塑料窗固定到窗框上。本发明还公开了一种将窗安装到机动车辆上的方法。
Description
背景技术
1.技术领域
本发明通常涉及用于机动车辆的窗，更特别地，涉及用于机动车辆的塑料窗。
2.现有技术
在过去的几十年里，机动车辆制造商设法以各种方式对机动车辆进行改进。从提高安全性到增强功能性和降低成本，他们已经取得了非常大的进步。尤其是近期，人们非常关注的一个方面是不断提高的汽油成本。仅在过去几年间，汽油在美国已经达到了创纪录的高价格。企业试图解决该问题的一个方法是研究替代燃料技术。然而，研究替代燃料技术涉及进入壁垒，例如缺少基本设施和可用燃料源。企业解决高油价问题的另一方面是试图引入燃料效率更高的汽油动力机动车辆。这已经通过采用效率更高的传动系统而在一定程度上取得了成效，但是这种方法由于车辆自重仍然存在局限性。因此，企业还试图减轻车辆自重。然而，在过去，人们普遍认为减轻车辆外部重量牺牲了车辆安全性。
机动车辆窗典型地由玻璃制成。机动车辆玻璃由于材料固有属性而具有许多限制。更具体地，机动车辆玻璃受限于需要包括复杂的连接装置和调节系统，这些系统显著增加了门模块的重量，这是除了玻璃本身之外的重量。该附加重量由于增大了燃料消耗和/或升高了车辆重心而影响轿车或卡车的性能。因此，存在使机动车辆玻璃和门模块重量减轻的需要。
玻璃及其它窗系统还由于其装配窗系统时的复杂性而不受欢迎。例如，玻璃系统通常使用底料(primer)和粘接材料将玻璃连接到窗框上。玻璃窗还由于其粉碎倾向以及它在紧急情况需要粉碎来产生逃生通道而不受人欢迎。
发明内容
本发明提供了一种用于机动车辆的窗，用于机动车辆的窗组件，以及将窗安装到机动车辆上的方法，它们没给机动车辆增加多少复杂性和额外重量。另外，本发明提高了机动车辆的安全性，而不是牺牲车辆安全性。
在一个方面，在机动车辆中使用的塑料窗包括具有边缘和窗凸缘的塑料板。窗凸缘邻近所述边缘定位并且构造为与窗框的相应结构接合。
在另一个方面，在机动车辆中使用的窗组件包括塑料窗和窗框。塑料窗具有边缘和邻近所述边缘定位的窗凸缘，所述窗凸缘具有唇部。窗框构造为连接到机动车辆上。窗框具有形成相应的接合结构的部分，其中，窗凸缘的接合结构配合接收在相应的接合结构内以将塑料窗固定到窗框上。
在另一个方面，提供了一种将窗安装到机动车辆上的方法。该方法包括以下步骤：提供具有边缘和邻近所述边缘定位的窗凸缘的塑料窗，提供具有形成从机动车辆外表面伸出的锁定凹槽的部分的窗框。该方法还包括以下步骤：给塑料窗施加作用力以将窗凸缘扣合在锁定凹槽中，以将塑料窗固定到窗框上。
在结合附图阅读本发明的下列详细说明的基础上，本发明的这些及其它方面和优点将变得显而易见。
附图说明
图1是体现本发明原理的塑料窗的透视图；
图2是体现本发明原理的图1所示塑料窗的窗凸缘的放大透视图；
图3是体现本发明原理的窗框和图1所示塑料窗的剖视图；
图4是处于装配状态的图3所示塑料窗和窗框的剖视图，从而显示了体现本发明原理的窗组件；
图5是体现本发明原理的图4所示窗组件的透视图；
图6是体现本发明原理的图3-5所示塑料窗和窗框的剖视图，显示了所述组件的移除结构；和
图7是举例说明体现本发明原理的方法的框图。
具体实施方式
现在参见图1-2，显示了在机动车辆中使用的塑料窗，其通常由10表示。塑料窗10显示为包含具有四个边缘12的大致矩形形状，然而，应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，塑料窗10可以具有任何其它希望的形状。作为实例，塑料窗10可以为具有三个边缘12的三角形，或者为具有一个连续边缘12的胚珠形状。
塑料窗10具有塑料板16和邻近塑料窗10的边缘12定位的窗凸缘18。塑料板16和窗凸缘18优选地为在一次成型或二次成型工艺中模制为一个工件的单一结构。然而，它们可以可选地分开形成并连接在一起，例如利用胶合剂、粘合剂或热定形实现。窗凸缘18显示为围绕塑料窗10的每个边缘12连续，然而，应当理解，窗凸缘18可以可选地由一系列分离的单独凸缘构造而成。在一些设计中，人们希望避免使窗凸缘18围绕塑料窗10的角19延伸。
优选地，塑料板16和窗凸缘18由聚碳酸酯制成，所述聚碳酸酯具有高冲击强度和出色的透明度。可选地，其它适用材料可以包括例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、丙烯酸树脂、聚丙烯酸酯、聚酯、聚砜或其共聚物和组合物。还可以想到，塑料板16和/或窗凸缘18可以由其它热塑性树脂或任何其它适当材料制成。塑料板16和窗凸缘18可以包括双酚A聚碳酸酯和其它聚碳酸酯树脂等级(例如，分支或替代)以及与其它聚合物共聚或混合，从而形成与丙烯腈丁二烯苯乙烯PC/ABS混合物)或聚酯(PC/POLYESTER混合物)的混合物。在可选方案中，窗凸缘18可以由能连接到塑料板16上的任何其它材料，例如金属制成。塑料板16最优选的为透明的，不太优选的为半透明的，然而，窗凸缘18可以因特别的应用理由为不透明的、半透明的或透明的。塑料板16和窗凸缘18还可以包括各种添加剂，例如着色剂、脱模剂、抗氧化剂和紫外线吸收剂。
塑料窗10还可以具有位于塑料板16上的保护层或功能层。保护或功能层可以包括一个或多个耐气候层、传导层、装饰层和耐磨层。这些层可以设置在塑料板16的一侧或两侧上，塑料板16的同一侧上可以包括一个以上的同类层。例如，可以设置多个耐气候层以增强保护。
耐气候层可以给塑料窗10提供耐气候性，包括防止受到太阳射线及其它外部环境影响。作为实例，耐气候层可以是薄膜，所述薄膜包括聚碳酸酯、PMMA、聚碳酸酯和PMMA的组合物、聚硅氧烷、聚亚安酯、聚氨酯丙烯酸酯或任何其它适当材料。另外，耐气候层可以包括材料涂层，所述材料例如为丙烯、聚亚安酯、硅氧烷或这些材料的组合物，以提供高耐气候性，包括长期紫外线(UV)防护。另外，硅树脂纳米颗粒可以混合到耐气候层中，或者硅氧烷共聚物可以通过聚合反应形成制造耐气候层的材料，所述聚合反应有助于增强耐气候层和相邻层之间的粘合。耐气候层还可以包括UV吸收分子，例如，一种或多种无机氧化物、二苯甲酮、苯甲醯间苯二酚、氰基丙烯酸酯、三嗪、草酰替苯胺和苯并三唑或者其组合物。优选地，耐气候层具有10-1250微米的厚度。耐气候层可以如美国专利No.6,797,384中描述的那样，该专利在此引入作为参考。
传导层可以设置为电阻层或格栅，例如作为加热器、除霜器、扫雾器或天线。传导层例如可以包括印刷电阻油墨或者施加到塑料板10或其它层之一上的透明传导层。
装饰层可以给塑料窗10增加任何希望的装饰。例如，装饰层可以形成图像或限定黑边以隐藏模制缺陷或形成装饰性印刷油墨。
耐磨层可以包括单层或多个子层。耐磨层可以包括氧化铝、氟化钡、氮化硼、二氧化铪、氟化镧、氟化镁、氧化镁、氧化钪、一氧化硅、二氧化硅、氮化硅、硅氧氮化物、硅氧碳化物、氢化硅氧碳化物、碳化硅、氧化钽、二氧化钛、氧化锡、氧化铟锡、氧化钇、氧化锌、硒化锌、硫化锌、氧化锆、钛酸锆、或者其混合物或搀和物。优选地，耐磨层根据保持在沉积层中的碳氢原子量包括SiOx或SiOxCyHz的成分。在这方面，耐磨层与＂玻璃状＂涂层类似。耐磨层还可以包括UV吸收分子，例如但不限于无机氧化物、二苯甲酮、苯甲醯间苯二酚、氰基丙烯酸酯、三嗪、草酰替苯胺和苯并三唑。
各种层可以按照本领域技术人员已知的任何方法进行施加。这种方法包括示出但不限于涂覆方法(溶胶-凝胶、喷雾、流动、浸渍、幕式淋涂)，薄膜夹物模制方法，印刷方法(丝网印刷、薄膜图象转印和移印)，以及沉积方法(等离子增强的化学汽相沉积(PECVD)、膨胀热等离子PECVD、等离子聚合、光化学汽相沉积、离子束沉积、离子电镀沉积、阴极电弧沉积、溅射、蒸发、空心阴极活化沉积(hollow-cathode activated deposition)、磁控管活化沉积、活化反应蒸除和热化学汽相沉积)。
为了给塑料窗10提供附加硬度，塑料窗10可以具有围绕和沿着塑料窗10的边缘12定位的加强框架20。这种加强框架20可以包括外侧部分22(位于窗凸缘18和多个边缘12之间)和内侧部分24(位于塑料板16的中心C和窗凸缘18之间)。应当理解，加强框架20是可选的，它可以可选地只设置在外侧部分和内侧部分22、24之一上。这种加强框架20优选地由金属制成，但是也可以使用任何其它适当材料。另外，加强框架20可以通过任何适当方法，例如通过使用胶合剂或粘合剂连接。
参见图3和4，图3显示了处于与窗框30相邻的未安装位置的塑料窗10，图4显示了处于安装位置的塑料窗10。窗凸缘18从板16的内表面向外延伸，与板边缘12相邻，并且通常限定围绕板16的边沿状结构。凸缘18的远端限定了接合结构并且成形为与相应的锁定凹槽34配合接合，所述锁定凹槽形成为窗框30的一部分。为此，所述远端通过斜表面21逐渐渐缩，这有助于凸缘18进入凹槽34中。斜表面21终止于制动装置或唇部26，制动装置或唇部构造为与窗框30中的相应结构相接合。尽管进行了详细描述，但是应当理解，在不脱离本发明精神和范围的情况下，窗凸缘18可以具有构造为与锁定凹槽34接合的其他结构。
窗框30通常与塑料窗10的形状对应并且固定到机动车辆的外表面32(例如金属板外部)上并由此伸出，并且具有形成锁定凹槽34的部分。锁定凹槽34可以冲压或以其它方式形成在窗框30中。为了夹持窗10，窗框30包括限定了锁定凹槽34的制动部分的折边凸缘36，其与凸缘18的唇部26相互作用并与唇部接合。折边凸缘36成形为当窗凸缘18的唇部26插入锁定凹槽34中时与唇部配合接合。
释放柄38或拉动突片显示为与折边凸缘36相连。释放柄38可以从连接部分39伸出，所述连接部分例如通过焊接固定到车辆外表面32或窗框30本身的下侧。释放柄38可以焊接或以其它方式连接到折边凸缘36上，使得当用户给释放柄38施加预定作用力时，折边凸缘36移动远离窗凸缘18的唇部26。下文对这个过程进行更详细的描述。
在安装位置(参见图5)，塑料窗10与车辆外表面32齐平安装。因此，锁定凹槽34设置在与车辆外表面32相隔预定距离处，使得当塑料窗10安装时，它将与车辆外表面32大致齐平地安装。
橡胶密封元件28围绕边缘12延伸，以便在其安装到机动车辆上时密封塑料窗10的边缘。橡胶密封元件28有助于适应热膨胀并有助于降低噪音。另外，橡胶密封元件28可以起到挡风雨条的作用，以便阻挡例如风、雨和其它外部环境。
参考图6，显示了刚从窗框30上移除的塑料窗10。当使用者给释放柄38施加预定作用力F时，折边凸缘36拉动远离窗凸缘18的至少一部分，使用者随后可以推动塑料窗10远离窗框30。为了辅助释放柄38和折边凸缘34的这一运动，弱化条37可以形成为释放柄38中的凹口或划痕状凹槽。优选地，弱化条37紧邻锁定凹槽34定位，以便允许折边凸缘36的运动。这使塑料窗10从窗框30上释放。同样，释放柄38可以用作紧急逃生机构。另外，释放柄38还可以允许塑料窗10以便进行日常清洗、维护或更换。
除了释放柄38外，作为可选方案，折边凸缘36可以设计为承受向外作用力的施加直到某一极限为止。因此，窗组件40可以设计为允许使用者给塑料窗10施加预定作用力，例如从车辆内部的蹬踹力，以将塑料窗从窗框30推出(如果需要的话)。
参见图7，通过上面的讨论显而易见的是，塑料窗10可以使用不需要胶合剂或粘合剂的方法60进行安装。图7所示方法60包括步骤62，为提供具有边缘12和邻近所述边缘12定位的窗凸缘18的塑料窗10。方法60还包括提供窗框30，所述窗框具有形成从机动车辆外表面32伸出的锁定凹槽34的部分(步骤64)，以及(步骤66)通过给塑料窗10施加作用力以将窗凸缘18扣合在窗框30的锁定凹槽34中，从而将塑料窗10固定到窗框30上。
方法60可选择地包括在与机动车辆外表面32相隔预定距离处提供形成锁定凹槽34的部分，使得当窗凸缘18已经扣合在锁定凹槽34中时，塑料窗10与机动车辆外表面32齐平安装。方法60的另一可选步骤可以包括通过拉力拉动释放柄38使塑料板16从窗框30上脱离，所述释放柄构造为远离窗凸缘18拉动折边凸缘36，从而使窗凸缘18从锁定凹槽34中脱离。
因此，本发明提供了一种窗组件40，其中，塑料窗10可以通过将塑料窗10的窗凸缘18压入或扣合到窗框30的锁定凹槽34而在单个步骤中连接到窗框30上。这类组件可以描述为扣合配合、压配合或拉链锁定的窗组件40。塑料窗10可以完成这种安装方法，因为它比玻璃更易搬运，并且比玻璃窗轻大约50％。
窗框30显示和描述为固定到机动车辆的外表面32上。因此，本发明的前述实施方式提供了一种固定的窗组件40。然而，在可选实施例中，窗框30可以为活动框架，使得塑料窗10可以移动以打开和关闭塑料窗10，机动车辆驾驶侧和乘客侧的顶棚和车窗也是如此。
本领域的技术人员可以容易地认识到，上面的描述只是体现本发明原理的实例。该描述不用于限制本发明的范围和应用，因此，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本发明进行改型、变形和改变。
Claims (20)
1.一种在机动车辆中使用的塑料窗，所述塑料窗包括：
塑料板，所述塑料板具有限定围绕该板周边的边缘的部分；
整合到所述塑料板上的窗凸缘，所述窗凸缘邻近所述边缘定位并至少部分地沿此延伸，所述窗凸缘包括接合结构，所述接合结构构造为与窗框的相应的接合结构相接合。
2.如权利要求1所述的塑料窗，其中，所述窗凸缘邻近完全围绕所述板周边的边缘定位。
3.如权利要求1所述的塑料窗组件，其中，所述窗凸缘与所述塑料板一体形成。
4.如权利要求1所述的塑料窗，其中，所述接合结构包括唇部，所述唇部构造为与所述窗框的相应结构互锁。
5.如权利要求1所述的塑料窗，其中，所述塑料板和窗凸缘由聚碳酸酯制成。
6.如权利要求1所述的塑料窗，还包括位于所述塑料板上的至少一个保护或功能层。
7.如权利要求1所述的塑料窗，还包括邻近所述边缘的至少一部分布置的加强框架。
8.如权利要求7所述的塑料窗，其中，所述加强框架包括位于所述窗凸缘和所述边缘之间的第一部分和位于所述塑料板的中心和所述窗凸缘之间的第二部分。
9.一种用于机动车辆的窗组件，所述窗组件包括：
塑料窗，所述塑料窗具有板和与所述塑料窗一体的窗凸缘，所述板具有限定围绕该板周边的边缘的部分，所述窗凸缘邻近所述边缘定位并沿此至少部分地延伸，所述窗凸缘包括接合结构；和
构造为连接到机动车辆上的窗框，所述窗框具有形成相应的接合结构的部分，所述窗凸缘的接合结构配合接收在所述相应的接合结构中以将塑料窗固定到窗框上。
10.如权利要求9所述的窗组件，其中，所述窗凸缘邻近所述边缘定位并且完全围绕所述板的周边延伸。
11.如权利要求9所述的窗组件，其中，所述窗凸缘与所述塑料窗一体形成。
12.如权利要求9所述的窗组件，其中，所述窗框包括偏置部分，所述偏置部分使所述塑料窗定位成与机动车辆的金属板外表面齐平安装。
13.如权利要求9所述的窗组件，其中，所述窗凸缘的接合结构具有唇部，所述窗框的相应的接合结构与所述唇部互锁以将塑料窗固定到窗框上。
14.如权利要求9所述的窗组件，还包括与所述窗框的相应的接合结构相联的释放柄，所述释放柄构造为拉动所述相应的接合结构远离所述窗凸缘的接合结构，从而在使用者给所述释放柄施加预定作用力时，使所述塑料窗的至少一部分松开。
15.如权利要求14所述的窗组件，其中，所述释放柄包括邻近所述相应的接合结构布置的弱化部分，从而辅助使用者拉动释放柄以使所述相应的接合结构远离所述接合结构。
16.一种将窗安装在机动车辆上的方法，所述方法包括：
提供具有边缘和邻近所述边缘定位的窗凸缘的塑料窗，所述窗凸缘具有接合结构；
提供围绕机动车辆窗口延伸的窗框，所述窗框具有形成用于接收所述接合结构的相应的接合结构的部分；和
给所述塑料窗施加作用力以将所述窗凸缘的接合结构压入相应的接合结构中，从而将塑料窗固定到窗框上。
17.如权利要求16所述的方法，还包括在与机动车辆外表面相隔预定距离处提供形成锁定凹槽的部分，使得当所述窗凸缘扣合在所述锁定凹槽中时，所述塑料窗与所述机动车辆外表面齐平。
18.如权利要求17所述的方法，还包括将释放柄连接到所述窗框的相应的接合结构上，所述释放柄构造为允许使用拉动所述相应的接合结构远离所述窗凸缘的接合结构，从而使所述窗凸缘与所述相应的接合结构脱离。
19.如权利要求16所述的方法，还包括连接与所述塑料窗边缘相邻的加强框架。
20.如权利要求16所述的方法，还包括模制所述窗凸缘和塑料窗以使它们整体地形成为一个部件。
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