CN101611516B - 具有插入到用于物体的通孔中的固定装置的层状玻璃板 - Google Patents

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Abstract

在具有插入到用于物体特别是用于天线(8)的通孔(5)中的固定装置(6)的层状玻璃板(1)中，通孔(5)由两块叠层刚性玻璃板中的不同尺寸的孔(2L，3L)构成，固定装置(6)包括插入到通孔(5)中的至少两个部件，两个部件倚靠在定位成互相面对的通孔(5)边缘表面上。根据本发明，固定装置(6)的两个部件从两侧倚靠在围绕玻璃板(2)中较小的孔的边缘的环绕表面上，通过热处理，较小的孔(2L)的壁区域呈现比玻璃板(2)的表面的其他部位增大的边缘压应力。

Description

具有插入到用于物体的通孔中的固定装置的层状玻璃板
技术领域
本发明一般地涉及带有插入到用于物体的通孔中的固定装置的层状玻璃板，该层状玻璃板具有权利要求1的前序部分所述的特征。尤其涉及将天线固定到位于机动车辆的窗户或玻璃顶板(toit vitré)中的通孔内。
背景技术
已知呈单片或层状实施方式的天线玻璃的多种实施例，在这些实施方式中，天线结构直接置于玻璃表面上或玻璃叠层内。然而，作为优选的应用，本发明涉及分离地安装到玻璃板上的天线。
但是，将会理解本发明不仅仅能够应用于机动车辆的层状玻璃板，也可用于建筑中使用的玻璃板上。本发明不仅仅涉及将玻璃板本身固定到结构上，也涉及使用本身配有通孔的玻璃，通孔作为用于固定到玻璃上的物体的支撑。
还已知通过将例如后视镜(DE 3509531C1)、天线和/或传感器的物体粘结到玻璃的主表面之一上而固定到玻璃板上，无需为达成此效果而钻孔。
文献DE 3020253A1描述了一种将天线(不是本文所述的类型)固定到机动车辆的单片挡风玻璃中的方法。这种挡风玻璃具有孔，天线支承部件可移动地插入孔中。支承部件具有配接在孔中的柄部和颈部，该颈部比孔的直径大。颈部经由形成密封的中间层倚靠在挡风玻璃表面的其中一面上。固定部件使用螺钉经由反支承件而固定，该螺钉从挡风玻璃的另一侧拧入固定部件的柄部中，反支承件也经由形成密封的中间层倚靠在与固定部件相对的挡风玻璃的表面的面上。同时该反支承件也用作内部后视镜的基座。
文献DE 102004011662A1示出了一种将天线固定到机动车辆的顶板玻璃上的方法。(单片)顶板玻璃上安装天线的位置处配有钻孔，天线插入该钻孔中。然而出于功能需要，在同一位置，在顶板玻璃下面必须提供具有相应钻孔的金属板，该板用来为天线提供地电位。天线插入到钻孔中并拧上，天线主体和玻璃之间的垫片置于外面的玻璃表面上。
此教导仅以有限的方式用于天线正确插入到玻璃中的情况。其并不涉及层状玻璃板，尽管层状玻璃板已经广泛用于机动车辆的玻璃顶板和挡风玻璃上。
文献DE 4311442C1描述了一种用来通过螺丝固定将固定或保持部件固定到相应层状玻璃上的方法，利用此方法将保持部件插入到穿过两块层状玻璃的穿孔中。该已知的方法考虑了以下问题：叠层之间的层或粘性层一定不能经受螺丝的拧紧压力载荷(solliciter)，因为这最终会引起固定松动。因此两块板配有不同大小的钻孔，并且钻孔在叠层结构中相互偏心布置。为了给叠层中的粘性层卸载，在插入具有较小尺寸的钻孔中的固定部件与孔壁之间的间隙中填充热固性塑料，该热固性塑料用于承受螺丝固定的张紧力。由于两个孔的偏心布置，对固定部件提供了对扭转的附加保护。根据此出版物，固定装置的两个部分也压紧在叠层的两块刚性玻璃板的外表面上。
文献DE 4404165C1描述了一种在整体施加了预应力的单片玻璃的钻孔区域中增加压应力的方法，通过这种方法，在接触预加应力过程中，在钻孔的孔中也带来了一种冷却手段。以这种方式，通过热处理以目标方式对孔壁区域进行预加应力。
本发明的一个目的是从文献DE 4311442C1中已知的层状玻璃出发，形成具有插入到用于物体的通孔中的固定装置的另一种层状玻璃，并且该层状玻璃可以避免中间层的压紧。
发明内容
根据本发明通过权利要求1所述的特征达成了此目的。从属权利要求的特征表明了本发明的有益改进。
因此，根据本发明，固定装置仅固定到或差不多固定到带有较小通孔的板上，然而由玻璃或塑料制成的第二刚性玻璃板保持不经受螺丝固定的应力载荷。从而也排除了中间层或粘性层的过载。而且，在此较小通孔边缘的表面区域中进行热处理后，相对于玻璃板表面的其他部分具有增加的压应力，这种压应力使得没有经过预应力处理的玻璃在该位置可承受更多的载荷。
测试表明这种增加的压应力可以非常容易地获得，并且不需要大量的装置，因为事实上，当两块玻璃板被用于叠片时，这些玻璃板在热处理之前就配有了不同尺寸的孔。在层状玻璃板中，热处理过程按通常的习惯以已知的方式执行(特别用于将玻璃板以期望的形状弯曲)，这些玻璃板相互叠置，以便它们的弯曲尽可能均匀，且形状上的差别被最大程度地消除，形状差别在后续装配时可能导致甚至破裂的问题。
在玻璃板从它们的软化温度开始的后续冷却过程中，较小钻孔边缘的区域没有被第二玻璃板所覆盖，其自身相比该玻璃板的其它部分冷却得稍快，以这种方式简单地获得了在这种情况下所期望的较高的压紧预应力。
很明显，也可以以不同的方式在较小孔的壁区域中以确定的方式产生增加的压应力，例如以与文献DE 4404185C1中提到的方法类似的方法。很自然，当由于其它原因看起来不需要时，应该放弃对整块玻璃板的预应力处理。
在上述试验过程中发现例如典型的边缘压应力在较小钻孔处大约为20兆帕，在较大钻孔处大约为10兆帕。借助模拟也观察到，对于机械负载，较小钻孔的棱边(arête)承受更大的载荷，在这个例子中这是有好处的，因为边缘处压应力也较高。同时，补偿拉应力确实调整成离钻孔的边缘稍远，但这些应力可以被控制。承受拉应力的区域主要对表面破坏敏感，尽管在这种特定的安装环境中这种情况预期不会存在。
当然至少对具有较小钻孔的玻璃板可以以已知的方式通过热处理(钢化玻璃ESG)方法进行预应力处理，或者进行部分预应力处理(局部预应力处理玻璃；TVG)。
如机动车辆玻璃板上的天线的外部部件暴露于相当大的局部力(风力)下。也有机械载荷，例如在穿过洗车站前除去鞭形天线(或者在洗车站前不除去)时，更不用说不能排除的破坏了。借助在孔区域具有高稳定性的玻璃板可以将损害最小化。
在本发明的一个变型中，固定装置还包括附加支承件，第二刚性玻璃板和该附加支承件一起用于支承固定装置来对抗作用力(尤其是弯曲力)。该支承件加宽了基座，当力开始作用时，固定装置可抵靠该基座而支撑。然而，作为优选，该支撑件主要限制在带有较小孔的玻璃板上，并且必要时在另一刚性玻璃板的较大钻孔的边缘区域处粘合到该另一刚性玻璃板上。
最后，在本发明目的的层状玻璃板上也提供了一个有益的选项，与前面提到的具有通过压力应用的天线结构的天线玻璃板相似，对于插入到通孔中的天线，电路位于其中一个玻璃表面上，优选地，位于叠层的内侧。这些电路以丝状导体，或印刷扁电缆，或离散扁电缆，或甚至以导电衬里段的形式，在通孔区域中延伸直至前面提到的较小钻孔的边缘，在那里可以用较少的装置以电镀和/或电容方式与天线接触。
附图说明
由附图及以下描述可知本发明主题的其它有利细节，附图描绘了一个实施例。
示出了一个不是按比例描绘的简化描述：
图1：具有通孔以及插入其中的固定装置的层状玻璃板的第一实施例的截面图，
图2：第二实施例的截面视图，其中图1的固定装置配备了用于加宽其支撑基座的附加支承件。
具体实施方式
根据图1，仅在小尺寸的截面图中示出的层状玻璃板1包括玻璃板2以及由玻璃或塑料制成的第二刚性玻璃板3，它们通过粘性层4通过表面粘合而连接。玻璃板2具有孔2L，而第二刚性玻璃板3具有孔3L，孔3L的直径比孔2L的直径大。
可提及例如后续措施。两块玻璃板2和3均为2.1mm厚的浮法玻璃，两块玻璃板也可以具有不同的厚度，自然地，它们的厚度尺寸也可以与上述提到的值不同。
两个孔例如具有20mm和40mm的直径；如果需要，偏离这些直径，或者直径之间的差别更大或更小都不会有问题。
粘性层4(聚乙烯醇缩丁醛膜)在通孔区域中也配有切口，该切口比较大孔3L的直径稍大。两个孔2L和3L对齐使得层状玻璃板1整体具有通孔5，固定装置6插入该通孔5中，较大孔3L围绕较小孔的边缘布置，使得较小孔完全由玻璃板2的边缘表面所包围。然而，在本文中，两个孔2L和3L之间没有任何精确地同轴定位，也没有一定的偏心度。
通过前述相对大的粘性膜4的后部切口，在叠层过程中可以使该薄膜在通孔5内的内部界限中不被压缩。
此处的固定装置6具有底座或板7，该底座或板用来例如将仅以点线表示的鞭形天线8固定到层状玻璃板1上。在这种情况下，位于附图上部的玻璃板2的表面为外表面。板7位于形成密封层9(例如，由EPDM或水不能渗透的其它软弹性材料制成)的中间层的上方，密封层9位于玻璃板2的外表面，并且在孔2L周围具有一定程度的重叠。其具有螺纹轴颈10(例如中央的轴颈)，该轴颈插入到通孔5中。垫圈11(由金属或塑料制成)被推到轴颈10上，该垫圈通过拧到螺纹轴颈10上的螺母12而抵靠玻璃板2张紧，并且还从另一面开始位于中间层13上。螺纹轴颈10可为中空的，这样天线电缆(未示出)可从中穿过。
在此处中间层9配有插入到孔2L中的颈部，该颈部用来将中间层9的中心定位在孔2L的中央上，也防止玻璃棱边和螺纹轴颈10之间的直接接触。很明显，也可以采用其他解决方法，例如，在孔2L中使用围绕螺纹轴颈10的塑料套筒(其同时也可构成螺丝固定的限制)或相似的部件。
可见固定装置6和/或盘7，且天线8仅固定到玻璃板2上。粘性层4保持与应力完全没有接触。
也必须指出，为了清晰起见，固定装置中不同部件的尺寸相对于刚性玻璃板2和3的厚度已经特意进行了放大。
在图2中所示的固定装置6的变型中，图1的垫圈11用凸起的垫圈14替代，该垫圈的外径比较大孔3L的外径大得多。垫圈14的外部边缘相对于其内部区域是凸起的，使得其在孔3L的边界区域中向上延伸直至刚性玻璃板3的下表面上方，而其内部区域通过螺母12相对于玻璃板2张紧。
在垫圈14和刚性玻璃板3之间的重叠区域存在粘性层15，其以圆圈形式围住孔3L。当固定装置6被安装到通孔中时，在使用垫圈14以及螺母被拧紧到刚性玻璃板3上之前，仅应用了少量的此粘性层15。粘性层15变形，同时吸收了垫圈作用在第二刚性玻璃板上的力。因此，应力过程发生在粘合剂固化之前，粘合剂可具有持久的弹性，例如聚氨酯。此粘合剂具有不必等待其固化的好处。然而，粘性层最后形成固定底座以支承施加到固定装置6(和/或天线8)上并作用在第二刚性玻璃板上的力，而不需要担心叠层4的粘性层或孔2L的边缘处的局部过载荷。
垫圈14也不一定完全为碟形的；其外部区域也简化为美学上可接受的多个凸起或载荷分布点。很自然，粘性层15必须更改以适合不同的粘合点。
但是，固定装置的内部部件(朝向机动车辆驾驶室的部件)将通过遮盖物遮掩起来。一定不能明显可接触的天线电缆可能需要通过遮盖物。备选的方式将在后续描述。
如果需要，粘性层15可用不透明颜色层遮掩。此颜色层可应用到刚性玻璃板围绕通孔处的任何表面；然而，作为优选，期望它应用到位于叠层内侧的表面上。更好地，将颜色层应用在玻璃板2位于固定装置的内侧倚靠在其上的表面上。这种颜色层也保护了粘性层免受紫外线辐射，因此防止了脆化。
图形没有详细描述插入到通孔中的天线是如何进行电接触的。然而，为天线的信号印刷至少一个相应的电路是合适的，在活动天线上也可能有其他的供电电路，电路以已知的方式自身在板的表面之一上延伸，然后以合适的方式连接到通孔区域上(例如使用短路线桥，弹簧接触等)。优选地，这种印刷电路板提供在具有较小通孔2L的玻璃板2的叠层内侧，因为它们将与天线固定装置的内部元件位于同一平面。已知类似的电路设计已经用于具有集成太阳能电池的叠层玻璃板中。
然而，除了印制电路板，也可在板叠层内安装合适的电缆(特别是扁平导体)并和其适当地接触。导电涂层也可主要用作这种电路。
在所有上述的电路形式中，已知的高频天线信号从天线到导体之间的纯电容耦合例如通过较小通孔2L与板7重合的边缘区域是可能的。在这种情况下，玻璃板2的厚度可形成电容连接的介质。

Claims (16)

1.一种具有插入到用于物体的通孔(5)中的固定装置的层状玻璃板(1)，
-该层状玻璃板由第一刚性玻璃板(2)和由玻璃或塑料制成的至少一块第二刚性玻璃板(3)，以及通过粘合将两块刚性玻璃板的表面连接起来的粘性层(4)构成，
-通孔(5)由两块刚性玻璃板的两个不同尺寸的孔(2L和3L)构成，以及
-固定装置(6)包括插入到通孔(5)中的至少两个部件，所述部件倚靠在定位成互相面对的通孔(5)的边缘表面上，
其特征在于，该固定装置(6)的两个部件倚靠在围绕着置于所述第一刚性玻璃板(2)中的较小的孔的边缘表面的两侧上，通过热处理，在该较小的孔(2L)的壁区域中呈现出比所述第一刚性玻璃板(2)的表面的其他部位增大的边缘压应力；
其中，通过所述固定装置(6)将天线(8)固定到所述层状玻璃板上，且天线凸出在位于处于装配位置的层状玻璃板的外侧的一侧；以及
至少在通孔区域内，将衬里安装在朝向机动车辆的驾驶舱的表面上。
2.根据权利要求1所述的层状玻璃板，其特征在于，所述固定装置(6)包括板(7)和穿过通孔的螺纹连接件(10，11，12，14)，该板通过该螺纹连接件能够紧固到所述第一刚性玻璃板的一个表面上。
3.根据权利要求1或2所述的层状玻璃板，其特征在于，所述固定装置包括至少一个垫圈(11；14)，该垫圈至少间接地倚靠在较小的孔(2L)的边缘上。
4.根据权利要求3所述的层状玻璃板，其特征在于，所述垫圈(11)可置于较大的孔(3L)内，而与第二刚性玻璃板没有接触或重叠。
5.根据权利要求3所述的层状玻璃板，其特征在于，所述垫圈(11)是凸起的，并且比较大的孔(3L)大，且能倚靠在第二刚性玻璃板(3)的表面上。
6.根据权利要求5所述的层状玻璃板，其特征在于，所述垫圈(11)和所述第二刚性玻璃板(3)之间设有粘性层(15)。
7.根据权利要求1或2所述的层状玻璃板，其特征在于，在通孔区域中，所述第一刚性玻璃板(2)中边缘压应力比同样由玻璃制成的第二刚性玻璃板(3)中边缘压应力高得多。
8.根据权利要求7所述的层状玻璃板，其特征在于，在所述第一刚性玻璃板(2)中围绕较小的孔(2L)的边缘压应力比所述第二刚性玻璃板(3)中围绕较大的孔(3L)的边缘压应力大约高两倍。
9.根据权利要求7所述的层状玻璃板，其特征在于，前述的边缘压应力差异在较大的孔上高达至少8兆帕，在较小的孔上高达至少15兆帕。
10.根据权利要求7所述的层状玻璃板，其特征在于，前述的边缘压应力差异高达大约10兆帕和/或20兆帕。
11.根据权利要求1或2所述的层状玻璃板，其特征在于，所述固定装置(6)通过中间软质弹性层(9，13)紧固在所述第一刚性玻璃板(2)上。
12.根据权利要求1或2所述的层状玻璃板，其特征在于，在通孔区域内，设计成薄膜的粘性层(4)相对于较大的孔(3L)的直径具有后部切口，且在层状状态下该后部切口不超出较大的孔的内径。
13.根据权利要求1或2所述的层状玻璃板，其特征在于，围绕通孔(5)至少设置一层不透明的颜色层来遮掩所述固定装置的部件。
14.根据权利要求1所述的层状玻璃板，其特征在于，所述层状玻璃板包括用于通过所述固定装置(6)插入到通孔中的天线(8)的至少一个电路。
15.根据权利要求14所述的层状玻璃板，其特征在于，印刷电路位于刚性玻璃板的一个表面上，该表面位于叠层的内部。
16.根据权利要求14所述的层状玻璃板，其特征在于，丝状导体或扁平电缆状的电路集成在玻璃板的叠层内。
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