-
Die Erfindung betrifft eine Verglasung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem transparenten Grundkörper, der eine in Richtung eines Kraftfahrzeuginnenraumes gerichtete Innenseite und eine dem Kraftfahrzeuginnenraum abgewandte Außenseite umfasst.
-
Verglasungen der gattungsgemäßen Art sind bekannt. Diese werden beispielsweise in Kraftfahrzeugen als Frontscheibe, Heckscheibe aber auch Seitenscheiben eingesetzt. Es ist bekannt, dass bei Kraftfahrzeugscheiben die Außenseite durch Kondensation von Wasserdampf und anschließendes Gefrieren vereisen kann. Neben der Möglichkeit der manuellen Eisbeseitigung ist bekannt, die Verglasung mit einer im Wesentlichen vollflächigen elektrischen Scheibenheizung zu versehen. Hierdurch ist jedoch ein relativ hoher Energiebedarf vorhanden, der insbesondere bei Elektrofahrzeugen sich nachteilig auf gesamte die Energiebilanz auswirkt, da ein Teil der gespeicherten zur Verfügung stehenden Energie zu Komfortzwecken benötigt wird und somit nicht für den Antrieb des Fahrzeuges zur Verfügung steht.
-
Darüber hinaus ist bekannt, die Kondensation von Feuchtigkeit an der Außenseite der Verglasung durch eine Außenbeschichtung zu unterdrücken, die eine niedrige thermische Emessivität aufweist. Hierdurch wird erreicht, dass das Abkühlen der Oberfläche der Verglasung durch Strahlungsaustausch mit dem Himmel verringert wird, so dass der Taupunkt im Bereich der Oberfläche gegenüber der Umgebung mit einer zeitlichen Verzögerung unterschritten wird. Dies führt dazu, dass die in der Atmosphäre vorhandene Feuchtigkeit nicht mehr auf der Verglasung, sondern in anderen Bereichen, beispielsweise auf lackierten Flächen des Kraftfahrzeuges, kondensiert.
-
Als Außenbeschichtung mit niedriger thermischer Emessivität eignet sich beispielsweise eine Indiumzinnoxid-Schicht (ITO-Schicht), wie diese beispielsweise in
DE 10 2008 028 141 A1 offenbart ist.
-
Darüber hinaus ist bekannt, dass Verglasungen von Kraftfahrzeugen auf ihrer Innenseite zum Beschlagen neigen, wenn im Kraftfahrzeuginnenraum eine hohe Luftfeuchtigkeit vorherrscht. Um diesem Effekt entgegenzuwirken, sind so genannten Antibeschlagsbeschichtungen bekannt. Diese bestehen, üblicherweise aus einer hydrophilen Beschichtung oder einer Feuchtigkeit absorbierenden Beschichtung. Als hydrophile Beschichtungen eignen sich beispielsweise oxide Beschichtungen, die beispielsweise Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Ceriumoxid oder Titandioxid umfassen. Diese Beschichtungen sind transparent und hydrophil, so dass ein sich auf der Innenfläche der Verglasung bildender Feuchtigkeitsniederschlag als dünner Wasserfilm verteilt das Reflexionsvermögen der Verglasung kaum beeinträchtigt, so dass sich der durch einen Beschlag ergebende Effekt vermindert. Die Wasser absorbierenden Schichten sind in der Lage, die sich niederschlagende Feuchtigkeit aufzunehmen, das heißt zu speichern. Die Wasser absorbierende Schicht bleibt hierbei transparent, so dass eine Durchsicht durch die Verglasung erhalten bleibt. Die Wasser absorbierende Schicht gibt die gespeicherte Feuchtigkeit dann wieder ab, wenn die Luftfeuchtigkeit im Kraftfahrzeuginnenraum sinkt oder die Verglasung auf geeignete Weise beheizt wird. Eine derartige Antibeschlagsbeschichtung ist beispielsweise in
DE 10 2010 046 974 A1 offenbart.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verglasung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die einen geringen Energiebedarf zum Erhalt einer optischen Transparenz der Verglasung benötigt.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mittels einer Verglasung mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass die Innenseite eines transparenten Grundkörpers der Verglasung mit einer Antibeschlagsbeschichtung versehen ist und die Außenseite des transparenten Grundkörpers mit einer niedrig emittierenden Beschichtung versehen ist, ist vorteilhaft möglich, die Verglasung so auszubilden, dass einerseits ein Beschlagen der Innenseite bei hoher Luftfeuchtigkeit im Kraftfahrzeuginnenraum vermieden wird und darüber hinaus ein Beschlagen und Vereisen der Außenseite bei hoher Luftfeuchtigkeit und niederen Temperaturen ebenfalls vermieden wird. Durch die beidseitige Beschichtung, einerseits die Antibeschlagsbeschichtung und andererseits die niedrig emittierende Beschichtung, kann auf zusätzliche Enteisungsbeziehungsweise Beschlagsentfernungen durch Heizmaßnahmen weitgehend verzichtet werden. Hierdurch werden insbesondere die Ressourcen in Elektrofahrzeugen, die im begrenzten Umfange Elektroenergie in abgespeicherter Form mitführen, geschont.
-
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Antibeschlagsbeschichtung eine Wasser absorbierende Beschichtung ist. Hierdurch wird vorteilhaft möglich, eine zeitliche Verzögerung von auftretendem Beschlag durch kondensierte Luftfeuchtigkeit an der Innenseite des transparenten Grundkörpers zu erreichen. Darüber hinaus kann die in der Wasser absorbierenden Beschichtung gespeicherte Feuchtigkeit mit verhältnismäßig geringem Energieaufwand wieder entfernt werden. Die Wasserabsorbierende Beschichtung nimmt die Feuchtigkeit aus der Innenraumluft auf und speichert diese quasi zwischen. Ein Beschlagen des transparenten Grundkörpers wird so vermieden.
-
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die niedrig emittierende Beschichtung eine transparente Indiumzinnoxid-Schicht ist, die vorzugsweise mit einer zusätzlichen Deckschicht versehen ist. Hierdurch kann die Verglasung mit einer niedrig emittierenden, transparenten und leitfähigen Indiumzinnoxid-Beschichtung und der Deckschicht eine thermische Emissivität ε < 0,3 aufweisen. Somit kann die Eisbildung auf der Oberfläche der Verglasung bei typischen Beschlags- und Vereisungssituationen wirksam verhindert werden. Die Deckschicht ist vorzugsweise eine Oxidationsschutzschicht oder eine Antireflexionsschicht. Hierdurch kann vorteilhaft die Indiumzinnoxid-Schicht vor Oxidation bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Verglasung geschützt werden. Darüber hinaus kann durch die gleichzeitige Ausbildung als Antireflexionsschicht die optische Eigenschaft der Verglasung insgesamt verbessert werden.
-
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
-
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 schematisch ein Kraftfahrzeug;
-
2 schematisch eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Verglasung in einem ersten Ausführungsbeispiel und
-
3 schematisch eine erfindungsgemäße Verglasung in einem zweiten Ausführungsbeispiel.
-
1 zeigt schematisch ein insgesamt mit 10 bezeichnetes Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug 10 besitzt eine Verglasung 12, die eine Frontscheibe 14, Seitenscheiben 16 und eine Heckscheibe 18 umfasst.
-
Nachfolgend soll die Erfindung am Beispiel der Frontscheibe 14 verdeutlicht werden. Die Erfindung ist jedoch genauso gut auf die Seitenscheiben 16 und die Heckscheibe 18 anwendbar.
-
Die Frontscheibe 14 umfasst einen transparenten Grundkörper 20, der einen in Richtung eines Kraftfahrzeuginnenraumes 22 gerichtete Innenseite 24 aufweist. Ferner umfasst die Frontscheibe 14 eine dem Kraftfahrzeuginnenraum 22 abgewandte Außenseite 26.
-
Die Innenseite 24 ist mit einer Antibeschlagsbeschichtung 28 und die Außenseite 26 mit einer niedrig emittierenden Beschichtung 30 versehen. Auf den Aufbau dieser Antibeschlagsbeschichtung 28 und der niedrig emittierenden Beschichtung 30 wird anhand der 2 bis 5 näher eingegangen.
-
2 zeigt eine schematisierte Schnittdarstellung durch eine Frontscheibe 14. Auf der Innenseite 24 des transparenten Grundkörpers 20 ist die Antibeschlagsbeschichtung 28 und auf der Außenseite 26 die niedrig emittierende Beschichtung 30 vorgesehen.
-
Nachfolgend wird auf den Aufbau der Antibeschlagsbeschichtung 28 eingegangen.
-
Die Antibeschlagsbeschichtung 28 wird von einer Wasser absorbierenden Beschichtung 32 gebildet. Diese Wasser absorbierende Beschichtung 32 kann über die gesamte Innenseite 24 des transparenten Grundkörpers 20 aufgebracht sein. Bei unterschiedlichen Ausführungsbeispielen kann diese jedoch auch nur in einem Durchsichtbereich aufgebracht sein. Dieser Durchsichtbereich hat zumindest die Größe, mit der ein sicherer Betrieb des Kraftfahrzeuges möglich ist und Randeinschwärzungen, der Bereich eines Innenspiegels, einer Kamera oder dergleichen, können beispielsweise von der Wasser absorbierenden Beschichtung 32 ausgenommen sein. Je größer die mit der Wasser absorbierenden Beschichtung 32 ausgestattete Fläche der Innenseite 24 ist, umso gleichmäßiger ist die Scheibenoberfläche ausgestattet und eine höhere Wasseraufnahmefähigkeit ist gegeben.
-
Die Wasser absorbierende Beschichtung 32 besteht beispielsweise aus einem Polymer oder einer anorganischen Beschichtung. Derartige Beschichtungen besitzen eine gute Haftfähigkeit, eine hohe Transparenz und sind bei guter Wasseraufnahme auch ausreichend abriebstabil. Die Wasser absorbierende Beschichtung kann beispielsweise ein Polymer auf Acrylat und/oder Metacrylatbasis sein. Dieses Polymer enthält Säurereste oder Aminreste, die neutralisiert sind.
-
Die Wasser absorbierende Beschichtung 32 wird hinsichtlich ihrer Stärke und ihres Materials derart ausgebildet, dass die beschichtete Scheibe an der Beschichtung je Quadratmeter mindestens 5 g, vorzugsweise mindestens 10 g, insbesondere mindestens 25 g, Wasser reversibel aufnehmen kann. Hierzu besitzt die Beschichtung 32 üblicherweise eine Stärke von mindestens 5 μm, vorzugsweise mindestens 10 μm und insbesondere mindestens 20 μm. Als Obergrenze wird eine Schichtdicke von 0,5 mm vorzugsweise nicht überschritten. Vorzugsweise ist die Schichtdicke ≤ 0,1 mm. Mit derartigen Schichten, die insbesondere bei Polymerbeschichtungen einen Quellgrad von 200% erreichen können, lassen sich bei einer Kraftfahrzeugscheibe zwischen 10 und 200 g Wasser in der Beschichtung reversibel einlagern.
-
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Antibeschlagsbeschichtung 28 aus einer hydrophilen Beschichtung 33 bestehen. Eine hydrophile Beschichtung kann beispielsweise eine oxidische Beschichtung sein. Als Oxide eignen sich Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Ceriumoxid oder Titandioxid. Derartige Beschichtungen sind transparent und sorgen dafür, dass ein sich auf der Oberfläche bildender Wasserfilm das Reflexionsvermögen kaum beeinträchtigt, so dass eine gute Durchsichtigkeit der Scheibe erhalten bleibt.
-
Nachfolgend wird auf den Aufbau der niedrig emittierenden Beschichtung 30 eingegangen.
-
Die niedrig emittierende Beschichtung
30 wird von einer Indium-Zinnoxidbeschichtung
34 gebildet. Diese Indium-Zinnoxidbeschichtung
34 ist transparent, besitzt eine hohe mechanische und chemische Stabilität sowie eine hohe optische Transmission. Diese Indium-Zinnoxidbeschichtung ist beispielsweise auf die Außenseite
26 durch gepulstes, hoch ionisierendes Hochleistungs-Magnetronsputtern aufgebracht, bei dem die Pulse des Magnetrons eine Peakleistungsdichte aufweisen, die > 1,5 cm
2 ist, die Pulse des Magnetrons eine Zeitdauer haben, die ≤ 200 μs ist, sowie der mittlere Stromflussdichteanstieg beim Zünden des Plasmas innerhalb eines Zeitintervalls, das ≤ 0,025 ms ist, mindestens 106 A/(ms cm
2) beträgt. Hinsichtlich der Einzelheiten des Aufbringens einer derartigen Indium-Zinnoxidbeschichtung wird auf
DE 10 2008 028 141 A1 verwiesen, deren Offenbarungsgehalt hiermit zum Gegenstand dieser Patentanmeldung gemacht wird.
-
Die Indium-Zinnoxidbeschichtung 34 besitzt beispielsweise eine Schichtdicke, die 300 nm, vorzugsweise zwischen 130 und 150 nm, insbesondere 140 nm, beträgt.
-
Die Indium-Zinnoxidbeschichtung 34 ist mit einer Deckschicht 36 versehen. Diese Deckschicht 36 schützt die Indium-Zinnoxidbeschichtung 34 bei einem während der Herstellung erfolgenden Tempern vor weiterer Oxidation. Diese Deckschicht 36 besteht beispielsweise aus Aluminiumoxid, Titandioxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Chromoxid oder Siliciumdioxid. Die Deckschicht 36 kann auch eine Siliciumoxid-Nitridschicht sein. Die Deckschicht 36 besitzt eine Schichtdicke zwischen 5 nm und 60 nm, vorzugsweise zwischen 10 nm und 40 nm. Die Deckschicht 36 wird beispielsweise durch ein Magnetronsputtern aufgebracht.
-
Insgesamt besitzt die Frontscheibe 14 an der Innenseite 24 die Antibeschlagsbeschichtung 28, die eine Wasser absorbierende Beschichtung 32 oder eine hydrophile Beschichtung 33 sein kann. An der Außenseite 26 ist die niedrig emittierende Beschichtung 30, die eine Indium-Zinnoxidbeschichtung 34 und die darauf angeordnete Deckschicht 36 umfasst, vorgesehen.
-
3 zeigt eine weitere Ausführungsvariante, in der gleiche Teile wie in 2 mit gleichen Bezugszeichen verwendet aber nicht nochmals erläutert sind.
-
Zusätzlich ist hier unter der Wasser absorbierenden Beschichtung 32 eine Heizschicht 38 auf der Innenseite 24 der Frontscheibe 14 vorgesehen. Diese Heizschicht 38 besteht beispielsweise aus einer elektrisch leitenden, transparenten Beschichtung, beispielsweise Iridium-Zinnoxid. Über die Heizschicht 38 kann optional eine direkte Beheizung der Frontscheibe 14 erfolgen. Dies kann dann eingesetzt werden, wenn die Wasser absorbierende Beschichtung 32 regeneriert werden soll, das heißt, in der Beschichtung 32 gespeichertes Wasser schnell abgedampft werden soll.
-
4 zeigt eine weitere Ausführungsvariante, wobei gleiche Teile wie in 2 mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert sind.
-
Im Unterschied zu der in 2 gezeigten Ausführungsvariante ist hier die Deckschicht 36 zusätzlich mit Antireflexionseigenschaften versehen. Hierzu besitzt die Deckschicht 36 einen niedrigeren Brechungsindex als die Schicht 34. Die Antireflexionsschicht 40 kann hierzu beispielsweise aus Siliziumoxid SiO2 bestehen.
-
Eine weitere Ausführungsvariante der Frontscheibe 14 ist in 5 gezeigt. Gleiche Teile wie in 2 sind wiederum mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert.
-
Bei der in 5 gezeigten Ausführungsvariante ist auf der Innenseite 24 der Frontscheibe 14 zusätzlich eine niedrig emittierende Beschichtung 42 aufgebracht, die beispielsweise aus einer transparenten Indium-Zinnoxid-Schicht 44 besteht. Die niedrig emittierende Beschichtung 42 kann identisch zu der niedrig emittierenden Beschichtung 30 auf der Außenseite 26 der Frontscheibe 14 ausgebildet sein.
-
Diese zusätzliche Beschichtung 42 reduziert ein Abkühlen der Innenseite 24 zum Kraftfahrzeuginnenraum 22 hin. Hierdurch wird erreicht, dass das Abkühlen der niedrig emittierenden Beschichtung 30 an der Außenseite 26 weiter verzögert wird, so dass die Zeitspanne, bis zu der der Taupunkt im Bereich der Außenseite 26 gegenüber der Umgebung unterschritten wird, weiter verlängert ist. Das Kondensieren von Feuchtigkeit auf der Außenseite 26 der Frontscheibe 14 wird somit weiter verzögert.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Kraftfahrzeug
- 12
- Verglasung
- 14
- Frontscheibe
- 16
- Seitenscheibe
- 18
- Heckscheibe
- 20
- Grundkörper
- 22
- Kraftfahrzeuginnenraum
- 24
- Innenseite
- 26
- Außenseite
- 28
- Antibeschlagsbeschichtung
- 30
- niedrig emittierende Beschichtung
- 32
- Wasser absorbierende Beschichtung
- 33
- hydrophile Beschichtung
- 34
- Indium-Zinnoxidbeschichtung
- 36
- Deckschicht
- 38
- Heizschicht
- 40
- Antireflexionsschicht
- 42
- niedrig emittierende Beschichtung
- 44
- Indium-Zinnoxid-Schicht
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102008028141 A1 [0004, 0026]
- DE 102010046974 A1 [0005]
