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Die
Erfindung bezieht sich auf eine schwenkbare Fahrzeugscheibe mit
den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
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Bekannt
ist aus
DE 44 27 402
A1 ein Konstruktionselement aus einer Glasscheibe und einem mit
der Glasscheibe verklebten Holm oder Rahmen, das sich durch eine
erhöhte
Torsionssteifigkeit auszeichnet. Das Konstruktionselement wird insbesondere
als Heckklappe für
Automobile verwendet, deren Glasscheibe einen hohen Flächenanteil
hat.
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DE 103 60 436 A1 beschreibt
am Beispiel einer schwenkbaren Ausstellscheibe für Kraftfahrzeuge eine Kombination
aus einer Glasscheibe und einem daran adhäsiv befestigten metallischen
Trägerbauteil,
das auf seiner von der Glasscheibe abgewandten Seite an der Karosserie
befestigt ist. An der Glasscheibe ist dieses Trägerbauteil durch Umspritzen
mit einer Kunststoffmasse festgelegt. Zur Verbesserung der Festigkeit
dieser Verbindung ist das Trägerbauteil
mit diversen Ausbuchtungen ausgeformt, die eine formschlüssige Verankerung
zwischen dem Bauteil und der Kunststoffmasse ermöglichen. Letztere ist aber
zugleich in Grenzen elastisch verformbar.
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Ähnliche
Konstruktionen sind auch für
separat zu öffnende
Fensterscheiben von Fahrzeug-Heckklappen bekannt. Es kommt darauf
an, eine dauerhafte und torsionssteife Verbindung zwischen der Glasscheibe
und dem am Fahrzeug- oder Heckklappenrahmen angelenkten Trägerbauteil
zu schaffen, damit Schäden
bei denkbaren einseitigen Belastungen der Glasscheibe vermieden
werden.
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Mit
den ebenfalls bekannten Lösungen
(z. B.
WO 98/57816
A1 ,
DE 44
19 128 A1 ), die direkt an der Glasscheibe angebrachte Scharniere
verwenden, kann jedenfalls bei sehr großen Scheiben nicht immer die
erforderliche Stabilität
und gegenseitige Versteifung zwischen Karosserie und Glasscheibe
erreicht werden.
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Aus
EP 1 634 745 A1 ist
ebenfalls eine einschlägige
schwenkbare Fahrzeugscheibe bekannt. Sie ist mit einem Blech-Trägerbauteil
zusammen gegenüber
der eigentlichen Heckklappe des Fahrzeugs separat schwenkbar, wobei
Scharniere und Gasfedern ausschließlich an dem Blech-Trägerbauteil
angelenkt sind. Das vorgenannte Dokument geht aber nicht näher auf
die Art der Verbindung zwischen dem Trägerfeil und der Glasscheibe
und insbesondere nicht auf den Grad einer Überdeckung des Blechs mit dem
Glas ein, wenn gleich in der Zeichnung innerhalb der Glasscheibenfläche zwei
Befestigungspunkte (Schrauben oder dgl.) erkennbar sind.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine schwenkbare Fahrzeugscheibe
zu schaffen, in der eine langzeitig sichere, feste, biege- und torsionssteife
Verbindung zwischen einer Glasscheibe und einem schwenkbar an einer
Karosserie anlenkbaren Trägerbauteil
aus Metall oder anderen Materialien (außer Glas) sichergestellt ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den
Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Merkmale der Unteransprüche geben
vorteilhafte Weiterbildungen dieser Erfindung an.
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Indem
anstelle bislang üblicher
Verklebungen ein flächiger
Mehrschicht-Überdeckungsbereich zwischen
der Fensterscheibe (aus Glas oder Kunststoff) und dem Trägerbauteil
vorgesehen wird und in diesem Bereich ein schubsteifes Sandwich-Füllmaterial
zwischen Fensterscheibe und Trägerbauteil
angeordnet wird, wird nicht nur hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften
eine hochgradige Verstärkung
der Fensterscheibe geschaffen, sondern auch die Möglichkeit,
Formungenauigkeiten der Fensterscheibe in Bezug auf das Trägerbauteil
einerseits und auf die angrenzende Karosserieumgebung andererseits
stufenlos auszugleichen.
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Es
ist damit beispielsweise möglich,
die beiden Bauteile zusammen in eine Fügevorrichtung mit den Karosserie-Anschlussmaßen zu legen,
das Sandwich-Füllmaterial
einzubringen (vor oder nach dem Zusammenlegen) und die Verbindung
dauerhaft herzustellen.
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Das
Füllmaterial
kann mit Klebeschichten versehen sein, die es adhäsiv-flächig mit
der Fensterscheibe und dem Trägerbauteil
verbinden. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform besteht das Sandwich-Füllmaterial
selbst aus einer haftfähigen
Masse (z. B. Polyurethan) und härtet
in der Körperform
aus, die durch die es einschließenden
Bauteilwände
und die Fügevorrichtung
vorgegeben ist.
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Eine
wichtige Anforderung an dieses Füllmaterial
ist, dass es langzeitig hinreichend duktil ist, um unterschiedliche
Wärmedehnungen
der Fensterscheibe einerseits und des Trägerbauteils andererseits schadlos
zu ertragen bzw. die entsprechenden Spannungen ohne wesentliche
Verformung oder Verwerfung aufzunehmen.
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Bei
dem Material kann es sich um Ein- oder Mehrkomponenten-Kunststoffe
handeln, die temperatur- und/oder feuchtigkeitshärtend sind. Aber auch thermoplastische
Materialien mit Erweichungstemperaturen oberhalb der Temperaturbereiche,
denen ein Fahrzeug normalerweise ausgesetzt wird, kommen infrage.
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile des Gegenstands der Erfindung gehen aus
der Zeichnung eines Ausführungsbeispiels
und deren sich im folgenden anschließender eingehender Beschreibung hervor.
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Es
zeigen in vereinfachter, nicht maßstäblicher Darstellung
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1 eine
Ansicht einer erfindungsgemäßen schwenkbaren
Fahrzeugscheibe,
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2 eine
Schnittansicht entlang der Linie II-II der 1.
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Gemäß 1 besteht
eine schwenkbare Fahrzeugscheibe 1 im Wesentlichen aus
einer Fensterscheibe 2 aus Glas oder Kunststoff und einem
Trägerbauteil 3,
vorzugsweise aus Blech. Es kann aber auch aus einem hochfesten Kunststoff
oder aus einem Verbundmaterial, das ggf. selbst eine Sandwich-Struktur
haben kann, bestehen. In einem flächigen Überdeckungsbereich A liegen
diese beiden Bauteile 2 und 3 mit einem gewissen
gegenseitigen Abstand übereinander.
Dieser Abstand kann von Scheibe zu Scheibe geringfügig unterschiedlich
ausfallen, je nachdem, wie genau die vorgegebenen Maße der Scheibe 2 selbst
und des Trägerbauteils 3 eingehalten
werden können.
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Am
Trägerbauteil 3 sind
schematisch Anlenkpunkte 4 angedeutet, an denen Gelenke
befestigt werden können, über die
das Trägerbauteil 3 (sowie
die ganze Fahrzeugscheibe 1) mit angrenzenden Karosseriebauteilen,
z. B. mit einem Heckklappenrahmen oder auch direkt mit einem feststehenden Karosserieteil
schwenkbar verbunden werden können.
Die Anlenkpunkte können
aber auch zum Befestigen anderer Anbauteile, z. B. Spoilern, an
dem Trägerbauteil
und damit an der schwenkbaren Fahrzeugscheibe dienen.
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Von
einer näheren
Darstellung dieser Einbauumgebung wird hier unter Verweis auf den
eingangs genannten Stand der Technik abgesehen, weil diese für die vorliegende
Erfindung keine wesentliche Rolle spielt.
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Die
Fensterscheibe 2 in monolithischer oder Verbundausführung ist
in an sich bekannter Weise mit einem umlaufenden opaken Farbrahmen 2R versehen.
Dieser überdeckt
im eingebauten, geschlossenen Zustand insbesondere Dichtprofile
oder -lippen, welche sich gegen die Innenseite der geschlossenen
Fensterscheibe anschmiegen.
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Am
unteren Rand der Fensterscheibe 2 ist noch ein von der
Fensterscheibe 2 nach außen hin überdecktes Schließglied 5 angedeutet,
mit dem die schwenkbare Fahrzeugscheibe 1 an ihrer vom
Trägerbauteil 3 abgewandten
langen Kante an der Karosserie fixiert und die Fensterscheibe 2 gegen
die vorerwähnten
Dichtprofile gezogen werden kann. Ein solches Schließglied kann
auch z. B. motorisch angezogen werden, damit nicht vom Benutzer
ein festes Zudrücken
oder -schlagen der Fensterscheibe verlangt wird.
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In 2 erkennt
man im Schnitt durch den Überdeckungsbereich
A gut, dass der gegenseitige Abstand zwischen der Fensterscheibe 2 und
dem Trägerbauteil 3 im
Bereich A durch ein Sandwich-Füllmaterial 6 ausgefüllt ist,
das einen Ausgleich zwischen den hinreichend genau aufeinander abgestimmten
Flächenkonturen
der Bauteile 2 und 3 schafft und zugleich als
Bindeglied zwischen diesen dient. Es ist hier als Klebemasse ausgeführt, die
unmittelbar an den einander zugewandten Flächen der Fensterscheibe 2 und
des Trägerbauteils 3 haftet, was
ggf. eine Vorbehandlung der Flächen
mit Haftvermittlern (Primern) in an sich bekannter Weise erfordert.
Wenn das Füllmaterial
zum Aushärten Feuchtigkeit
aus der Umgebungsluft benötigt,
sollte eine hinreichende Luftzufuhr über entsprechende Ausnehmungen
in dem Trägerbauteil 2 ermöglicht werden.
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Man
kann innerhalb des Sandwich-Füllmaterials
jedoch auch eine feste Matrix als Verstärkungselement oder Kernmaterial
vorsehen. Es versteht sich, dass diese Matrix höchstens so dick sein darf wie
der maximale Abstand zwischen Fensterscheibe 2 und Trägerbauteil 3 in
dem Bereich A, und dass sie hinreichenden Raum für eine adhäsive Befestigung der Sandwich-Lagen
bieten muss. Die Matrix kann z. B. eine flächige Wabenstruktur mit einer
vorgegebenen Dicke sein, oder ein Gewebe, das sich mit einer Klebemasse
tränken
lässt.
Im Falle der Wabenstruktur oder ähnlicher
Gebilde werden diese so angeordnet, dass die Waben jeweils zur Scheibe
und zum Trägerbauteil
hin offen sind, so dass sie eine druck- und schersteife Zwischenlage
zwischen Scheibe und Trägerbauteil
bildet. Es ist auch denkbar, hier ein Vorfabrikat aus der Matrix
und beidseitig zum Anhaften auf die jeweiligen Oberflächen der
Scheibe 2 und des Trägerbauteils 3 im
Bereich A bereitzustellen, das hinreichende Volumenreserven besitzt,
um den geforderten Toleranzausgleich zu bewältigen.
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Das
Trägerbauteil 3 ist
an seinem der Fensterscheibe 2 zugewandten Ende mit einer
Abkantung oder angeformten Rippe oder dgl. versehen, welche den
Spalt zur Außenseite
der Fensterscheibe 2 und damit auch das Sandwich-Füllmaterial 6 weitestgehend
nach außen
abdeckt.
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Es
versteht sich, dass das Trägerbauteil 3 und
das Sandwich-Füllmaterial 6 abweichend
von der Darstellung nach entsprechender Modifikation auch auf der
in Einbaulage inneren Fläche
der Fensterscheibe 2 angeordnet werden könnten, so
dass letztere auf ihrer gesamten Fläche frei außen liegt. In diesem Fall wird
der vorerwähnte
opake Rahmen 2R natürlich
mindestens den Bereich A überdecken.
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Das
Trägerbauteil 3 ist
nach Bedarf mit seitlichen (neben der Scheibenfläche liegenden) Aussteifungen
zu versehen, wie hier bei 3' angedeutet. Da
es aber in realer Ausführung
in Querrichtung ebenso wie die Scheibe selbst gewölbt sein
wird, ist es ohnehin ein eigensteifes Gebilde.
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Das
Schließglied 5 ist
hier in Gestalt einer Schließöse ausgeführt, die
im verriegelten Zustand von einer nur strichpunktiert angedeuteten,
an der Karosserie oder einem Scheibenrahmen befestigten Schließvorrichtung
S fixierbar ist. Das Schließglied 5 ist
hier mit einer Grundplatte zusammengefasst, welche ihrerseits z.
B. mittels einer Klebeschicht an der Innenfläche (in Einbaulage) der Fensterscheibe 2 fixiert
ist. Unterhalb der Grundplatte ist am Rand der Fensterscheibe 2 eine
Dichtung angedeutet.
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Die
Anlenkpunkte 4, hier durch an das Trägerbauteil 3 angesetzte
oder einstückig
angeformte Formelemente zum Befestigen von Gelenken oder Scharnieren
repräsentiert,
und das Schließglied 5 bilden
an der fertigen schwenkbaren Fahrzeugscheibe 1 Fixpunkte
oder Anschlusspunkte, deren räumliche Lage
bezüglich
der Karosserie definiert sein muss. Es bietet sich an, die Bauteile 2, 3 und 5 in
einer Fügevorrichtung
zu fixieren, welche genau diese Anschlussmaße aufweist, und dann mithilfe
des Sandwich-Füllmaterials
zwischen Fensterscheibe 2 und Trägerbauteil 3 und der
Klebeschicht zwischen Fensterscheibe 2 und Schließglied 5 die
festen Verbindungen herzustellen. Bei Verwendung eines aus Matrix/Kern
und Klebeflächen
oder -massen bestehenden Vorfabrikats für das Sandwich-Füllmaterial 6 kann
auch diese natürlich
zusammen mit den anderen Bauteilen in die besagte Fügevorrichtung
eingelegt werden.
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Es
versteht sich, dass an das Trägerbauteil 3 bei
Bedarf noch weitere Bauteile, z. B. in an sich bekannter Weise ein
Heckspoiler H in Verlängerung
der Dachfläche
D des Fahrzeugs, angebaut werden können. Dazu kann das Trägerbauteil 3 jeweils
mit weiteren, ggf. einstellbaren Befestigungselementen ausgestattet
werden, die aber hier nicht dargestellt sind. Strichpunktiert ist
eine ebenfalls mögliche
Befestigung des Heckspoilers H an den Anlenkpunkten 4 angedeutet;
es ist sogar möglich,
die Schwenk-Anlenkung der Scheibe und die Heckspoiler-Befestigung
zusammenzufassen. Man kann ferner im Bereich der Überdeckung
das Sandwich ganz oder nur Teillagen (Fensterscheibe und/oder Füllmaterial und/oder
Trägerbauteil)
davon durchdringende Befestigungsteile vorsehen, wenn man keine
rein adhäsive
Verbindung akzeptieren will.
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Ebenfalls
abweichend von der Darstellung kann die Fensterscheibe 2 auch
eine Bohrung zum Durchführen
einer Scheibenwischerachse umfassen.