DE102014107480B4

DE102014107480B4 - Kunststoffheckscheibe mit Heckscheibenheizung und Verfahren zur Herstellung derselben

Info

Publication number: DE102014107480B4
Application number: DE102014107480.7A
Authority: DE
Inventors: Andrea Kramer; Jörg Löffler; Kevin Zirnsak
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2014-05-27
Filing date: 2014-05-27
Publication date: 2016-02-04
Anticipated expiration: 2034-05-28
Also published as: DE102014107480A1; US10397985B2; US20150351161A1; CN105313646A

Abstract

Es wird eine Heckscheibe eines Kraftfahrzeuges vorgeschlagen, umfassend einen Scheibenkörper (12) aus Kunststoff, der mit einer Heckscheibenheizung versehen ist. Der Scheibenkörper (12) weist an mindestens einer seiner beiden Großflächen Rillen (18) auf, die zumindest teilweise mit einer Leiterbahn (20) ausgefüllt sind, wobei die eiterbahnen (20) die Heckscheibenheizung bilden. Dabei sind die Leiterbahnen (20) aus einer elektrisch leitfähigen Paste gebildet und aufgedruckt. Zudem wird ein Verfahren zur Herstellung der Heckscheibe vorgeschlagen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Heckscheibe eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung derselben.
Eine derartige Heckscheibe eines Kraftfahrzeuges ist aus der Praxis bekannt und stellt bei einem Personenkraftwagen einen heckseitigen Durchsichtsbereich einer Fahrgastzelle dar. Die Heckscheibe kann einen Scheibenkörper aufweisen, der aus einem Kunststoffwerkstoff gefertigt ist. Um eine etwaige Vereisung der Heckscheibe zu verhindern, kann der Scheibenkörper mit einer Heckscheibenheizung versehen sein.
Ferner ist es bekannt, Heckscheibenheizungen von Kunststoffscheiben über eine thermogeformte Trägerfolie an einen Kunststoffscheibenkörper anzubinden. Dies erfolgt dadurch, dass Leiterbahnen auf die Trägerfolie aufgebracht werden und anschließend die Trägerfolie zur Ausbildung des Scheibenkörpers mit Kunststoff hinterspritzt wird.
Alternativ ist es bekannt, Leiterbahnen einer Heckscheibenheizung durch Anwendung eines Siebdruckverfahrens auf eine einem Fahrzeuginnenraum zugewandte Seite eines Kunststoffscheibenkörpers aufzubringen. Da jedoch der Kunststoff eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist und in der Regel eine Außenseite des Scheibenkörpers vereist sein wird, genügt diese Lösung häufig nicht den gestellten Anforderungen. Wenn jedoch die Leiterbahnen an der der Fahrzeugumgebung abgewandten Außenseite des Scheibenkörpers angebracht wären, würden diese nicht hinreichend vor Beschädigungen und vor Korrosion aufgrund von Umwelteinflüssen geschützt sein.
Die DE 602 06 641 T2 lehrt elektrische Leiter in ein Substrat einzubetten, um so eine elektrischen Scheibenheizung zu schaffen.
Aus der DE 928 310 B geht eine Glasscheibe hervor, die mit Rillen versehen ist und auf der aus Lösungen Metalle niedergeschlagen werden.
Die US 4,845,344 A offenbart einen Scheibenkörper, in dem eine Rille ausgebildet ist, die einen Draht aufnimmt, der über ein Epoxidharz gehalten ist.
Aus der JP 2014-046 771 A ist eine Scheibe eines Kraftfahrzeugs bekannt, die einen Scheibenkörper umfasst, der an einer seiner Großflächen mit Rillen versehen ist, welche mit einem Leiterdraht ausgefüllt sind. Die Leiterdrähte haben einen Querschnitt, der mit dem Querschnitt der Rillen korrespondiert.
Die US 5,858,496 A lehrt Leiterbahnen nach einem thermischen Aufdampfverfahren herzustellen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heckscheibe eines Kraftfahrzeuges, die mit einer in hinreichendem Masse geschützten Heckscheibenheizung versehen ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung der Heckscheibe zu schaffen.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Heckscheibe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst.
Bei einer Heckscheibe mit einem Kunststoffscheibenkörper sind in dem Scheibenkörper Rillen vorgesehen, in denen in geschützter Weise Leiterbahnen angeordnet sind, die die Heckscheibenheizung bilden. Die Leiterbahnen sind also in Rillen des Kunststoffscheibenkörpers eingebettet und so von mechanischer Beschädigung geschützt.
Der Kern der Erfindung liegt mithin darin, die Leiterbahnen aus einer elektrisch leitfähigen Paste zu bilden. Diese kann insbesondere nach einem Druckverfahren in die Rillen eingebracht sein, beispielsweise nach einem Inkjet- oder Siebdruckverfahren.
Zudem ist der Kunststoffscheibenkörper der Heckscheibe nach der Erfindung besonders gewichtsarm aus einem Polycarbonatwerkstoff gefertigt.
Die Rillen, die in den Kunststoffscheibenkörper eingebracht sind, können entweder bei der Herstellung des Scheibenkörpers in einem Formwerkzeug ausgeformt sein oder auch nach der Herstellung des Scheibenkörpers durch entsprechende Materialentfernung, beispielsweise unter Einsatz einer Lasur, hergestellt sein.
Um sowohl den Kunststoffscheibenkörper als auch die Leiterbahnen vor einer Beschädigung und vor Umwelteinflüssen zu schützen, kann der Scheibenkörper an der mit den Rillen versehen Großfläche mit einer Hart Coat, insbesondere mit einer Kratzfestbeschichtung versehen sein.
Vorzugsweise sind die Leiterbahnen von der Kratzfestbeschichtung überdeckt.
Zur Vermeidung von Reflexionen haben die Rillen jeweils vorzugsweise einen Flankenwinkel gegenüber der Ebene des Scheibenkörpers von etwa 45° bis 65°.
Zweckmäßigerweise ist bei der Heckscheibe nach der Erfindung die Heckscheibe an der Außenseite des Kunststoffscheibenkörpers angeordnet, die einer Fahrzeugumgebung zugewandt ist. Damit wirkt die Heckscheibenheizung an der Seite der Heckscheibe, an der in der Regel eine Vereisung auftreten kann.
Die Erfindung hat auch ein Verfahren zur Herstellung einer Heckscheibe eines Kraftfahrzeuges zum Gegenstand. Bei diesem Verfahren wird in einem Formwerkzeug ein Kunststoffscheibenkörper ausgeformt. Des Weiteren werden an mindestens einer der beiden Großflächen des Kunststoffscheibenkörpers Rillen ausgebildet. In die Rillen werden Leiterbahnen eingebracht.
Die Leiterbahnen sind aus einer Paste, insbesondere einer Silberpaste oder dergleichen gebildet und werden nach einem Druckverfahren in die Rillen eingebracht. Beispielsweise handelt es sich bei dem Druckverfahren um ein Inkjet- oder ein Siebdruckverfahren.
Die Rillen, die in dem Kunststoffscheibenkörper ausgeformt werden, können entweder im Prozess beim Ausformen des Kunststoffscheibenkörpers in dem Formwerkzeug mit ausgeformt werden, das heißt eine Kavität des Formwerkzeugs, in der der Kunststoffscheibenkörper geformt wird, hat eine zu den Rillen negative Profilierung.
Alternativ ist es aber auch möglich, die Rillen nach dem Entformen des Kunststoffscheibenkörpers aus dem Formwerkzeug durch Materialentfernung herzustellen. Dies erfolgt beispielsweise unter Einsatz eines Lasers oder auch nach einem spanenden Abtragverfahren.
Der Kunststoffscheibenkörper, der vorzugsweise aus einem Polycarbonatwerkstoff gefertigt wird, wird bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung zur Erhöhung der Lebensdauer zumindest an der Seite der Rillen mit einem Hart Coat bzw. mit einer Kraftfestbeschichtung versehen. Die Leiterbahnen können von der Kratzfestbeschichtung überdeckt sein. In diesem Falle werden die Leiterbahnen vor dem Auftragen der Kratzfestbeschichtung in die Rille eingebracht. Alternativ ist es aber auch denkbar, die Kratzfestbeschichtung vor dem Einbringen der Leiterbahnen in die Rillen an der betreffenden Großfläche des Kunststoffscheibenkörpers auszubilden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.
Ein Ausführungsbeispiel einer Heckscheibe nach der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung zusammen mit einem Herstellungsverfahren näher erläutert. Es zeigt:
1 eine Draufsicht auf eine Heckscheibe nach der Erfindung;
2 einen Schnitt durch einen Scheibenkörper der Heckscheibe;
3 einen Schnitt durch den Scheibenkörper mit aufgebrachten Leiterbahnen; und
4 einen Schnitt durch die fertige Heckscheibe entlang der Linie IV-IV in 1.
In den 1 und 4 ist eine Heckscheibe 10 eines Personenkraftwagens dargestellt, die entweder bei einem Festdach oder auch bei einem verstellbaren Verdeck eines Cabriolets zum Einsatz kommen kann. Die Heckscheibe 10 umfasst einen Scheibenkörper 12, der aus einem Polycarbonatwerkstoff, das heißt aus Kunststoff, gefertigt ist.
Der Scheibenkörper 12 hat eine Innenseite 14, die einem Fahrzeuginnenraum zugewandt ist, und eine Außenseite 16, die der Fahrzeugumgebung zugewandt ist. An der die Außenseite 16 darstellenden Großfläche weist der Scheibenkörper 12 Nuten bzw. Rillen 18 auf, die sich über die Breite der Heckscheibe 10 in Querrichtung des betreffenden Fahrzeugs erstrecken. Die Rillen 18 haben jeweils Flankenwinkel gegenüber der Ebene des Scheibenkörpers 12 von etwa 55°. Damit kann in wirksamer Weise etwaigen Reflexionen begegnet werden.
Die Rillen 18 nehmen jeweils eine Leiterbahn 20 auf, die aus einer nach einem Siebdruckverfahren aufgebrachten Silberpaste besteht. Die Leiterbahnen 20, die über an den seitlichen Rändern des Scheibenkörpers 12 ausgebildete Sammelschienen mit einer nicht näher dargestellten Stromversorgung verbunden sind, stellen eine Heckscheibenheizung dar, mittels der ein Beschlagen bzw. Vereisen der Heckscheibe 10 verhindert werden kann.
Um einerseits den Scheibenkörper 12 und andererseits die Leiterbahnen 20 vor Beschädigungen und/oder Korrosion zu schützen, ist die Außenseite 16 des Scheibenkörpers 12 mit einer Hart Coat bzw. Kratzfestbeschichtung 22 versehen.
Die Herstellung der vorstehend beschriebenen Heckscheibe 10 erfolgt in nachfolgend beschriebener Weise.
In einem ersten Herstellungsschritt wird in einem Formwerkzeug mit entsprechender Kavität der Scheibenkörper 12 ausgeformt. Hierbei werden gleichzeitig die Rillen 18 ausgeformt, das heißt die Kavität des Formwerkzeugs entspricht dem mit den Rillen 18 versehenen Scheibenkörper 12 (vgl. 2).
Nach dem Entformen des Scheibenkörpers 12 aus dem Formwerkzeug wird der Scheibenkörper 12 in eine Siebdruckvorrichtung eingebracht. Dort werden die Leiterbahnen 20, die aus einer Silberpaste bestehen, in die Rillen 18 eingebracht. Anschließend erfolgt eine Trocknung der aus dem Scheibenkörper 12 und den Leiterbahnen 20 bestehenden Einheit.
Um die Heckscheibe 10 verschließfest zu machen, wird nachfolgend auf die Außenseite 16 des Scheibenkörpers 12 die Kratzfestbeschichtung 22 aufgebracht. Dies kann nach einem Lackierverfahren oder auch nach einem Laminierverfahren erfolgen. Die Kratzfestbeschichtung 22 überdeckt die Leiterbahnen 20 und damit auch die Rillen 18.
Bezugszeichenliste

10: Heckscheibe
12: Scheibenkörper
14: Innenseite
16: Außenseite
18: Rillen
20: Leiterbahnen
22: Kratzfestbeschichtung

Claims

Heckscheibe eines Kraftfahrzeuges, umfassend einen Scheibenkörper (12) aus Kunststoff, der mit einer Heckscheibenheizung versehen ist und der an mindestens einer seiner beiden Großflächen Rillen (18) aufweist, die jeweils zumindest teilweise mit einer Leiterbahn (20) ausgefüllt sind, wobei die Leiterbahnen (20) die Heckscheibenheizung bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen (20) aus einer elektrisch leitfähigen Paste gebildet sind und dass die Leiterbahnen (20) aufgedruckt sind.
Heckscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheibenkörper aus einem Polycarbonatwerkstoff gefertigt ist.
Heckscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen (18) bei Herstellen des Scheibenkörpers (12) in einem Formwerkzeug ausgeformt sind.
Heckscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen (18) durch Materialentfernung aus dem Scheibenkörper hergestellt sind.
Heckscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheibenkörper (12) an der mit den Rillen (18) versehenen Großfläche mit einer Kratzfestbeschichtung (22) versehen ist.
Heckscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen (20) von der Kratzfestbeschichtung (22) überdeckt sind.
Heckscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen jeweils einen Flankenwinkel gegenüber der Ebene des Scheibenkörpers (12) von etwa 45° bis 65° haben.
Heckscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheibenkörper (12) bezüglich des Kraftfahrzeugs eine Innenseite (14), die einem Fahrzeuginnenraum zugewandt ist, und eine Außenseite (16) aufweist, die einer Fahrzeugumgebung zugewandt ist, und die Heckscheibenheizung an der Außenseite (16) angeordnet ist.
Verfahren zur Herstellung einer Heckscheibe eines Kraftfahrzeuges, umfassend folgende Schritte: – Ausformen eines Scheibenkörpers (12) aus Kunststoff in einem Formwerkzeug; – Ausbilden von Rillen (18) an mindestens einer der beiden Großflächen des Scheibenkörpers (12); und – Einbringen von Leiterbahnen (20) in die Rillen (18), dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen (20) aus einer Paste gebildet werden und die Leiterbahnen (20) nach einem Druckverfahren in die Rillen (18) eingebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen (18) beim Ausformen des Scheibenkörpers (12) in dem Formwerkzeug ausgebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen nach dem Entformen des Scheibenkörpers aus dem Formwerkzeug durch Materialentfernung hergestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheibenkörper (12) aus einem Polycarbonatwerkstoff gefertigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheibenkörper (12) zumindest an der Seite, an der die Rillen (18) ausgebildet sind, mit einer Kratzfestbeschichtung (22) versehen wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen (20) vor dem Aufbringen der Kratzfestbeschichtung (22) in die Rillen (18) eingebracht werden.