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Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren und ein Werkzeug zum Herstellen eines Fahrzeugdachglaselements mit einer außenseitigen Glasscheibe und einer innenseitig auf die Glasscheibe aufgeschäumten, transparenten Isolationsschicht sowie einen am innenseitigen Randabschnitt der Glasscheibe vorgesehenen, aufgespritzten oder angeschäumten, sich bis zum Rand erstreckenden, umlaufenden Rahmen.
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Fahrzeugdachglaselemente werden bei Panoramadächern oder bei Fahrzeughebe- und/oder -schiebedächern eingesetzt. Die Herstellung eines solchen Fahrzeugdachglaselements erfolgt in der Regel dadurch, dass zuerst die Glasscheibe hergestellt wird und innenseitig auf die Glasscheibe ein umlaufender Rahmen aus einem PUR-Material aufgespritzt oder angeschäumt wird. Dieser Rahmen schafft für das Fahrzeugdachglaselement die erforderliche Stabilität und in ihn werden üblicherweise weitere Verstärkungsteile eingebettet, die aus Metall sind und die auch die Ankoppelung eines beweglichen Fahrzeugdachglaselements an einen Antrieb ermöglicht sowie die Befestigung des Fahrzeugdachglaselements am Fahrzeugdach. Das Anspritzen oder Anschäumen zur Bildung des Rahmens erfolgt üblicherweise derart, dass die Glasscheibe in ein Unterteil eines Spritz- oder Schäumwerkzeugs eingelegt wird und sich anschließend zusammen mit einem Oberteil eine um die Glasscheibe bildende Kavität ergibt, in die das weiche Kunststoffmaterial eingebracht wird. Um große Gaseinschlüsse zu vermeiden, wird entweder abgesaugt oder ein Austritt vom PUR-Material erlaubt. Die Materialzufuhr für das weiche PUR-Material und/oder die Absaugung erfolgt üblicherweise im Bereich der Schnittstelle zwischen dem Ober- und dem Unterteil des Werkzeugs im Bereich der Seitenfläche der Glasscheibe und des entstehenden Rahmens. Nach dem Aushärten ergeben sich dann seitliche abstehende Angussstellen oder Entlüftungsstellen, die durch ein abstehendes, hartes PUR-Material gebildet sind. Diese überstehenden Abschnitte werden durch spanendes Bearbeiten entfernt.
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Die
DE 10 2007 009 039 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Scheibenanordnung für ein Fahrzeug, die eine Glasscheibe und ein teilweise transparentes Splitterschutzelement umfasst. Ferner ist ein Haltelement vorgesehen, welches mittels einer Randumschäumung an der Glasscheibe und/oder am Splitterschutzelement angebracht ist.
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Die
EP 1 555 106 B1 offenbart eine transparente Kunststoff-Fensterscheibe sowie ein Verfahren zu deren Herstellung. Bei der Herstellung der Fensterscheibe wird eine Angussrippe mittels eines Schwarzrands überspritzt, sodass die Angussrippe nicht mehr sichtbar ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, kostengünstiges Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugdachglaselement vorzuschlagen.
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Die vorgenannte Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeugdachglaselements mit einer außenseitigen, werkstückseitigen Glasscheibe und einer innenseitig auf die werkstückseitige Glasscheibe aufgeschäumten, transparenten Isolationsschicht, die einen UV- und/oder IR-Filter bildet, und einem am innenseitigen Randabschnitt der werkstückseitigen Glasscheibe vorgesehenen, aufgespritzten oder angeschäumten, umlaufenden Rahmen gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch folgende Schritte gekennzeichnet:
- a) Positionieren einer werkstückseitigen Glasscheibe auf einem unteren Werkzeugteil,
- b) Schließen des Werkzeugs durch eine obere Form, die zumindest abschnittsweise durch eine werkzeugseitige Glasscheibe gebildet ist, welche zumindest die Wölbungsgeometrie der eingelegten, werkstückseitigen Glasscheibe zumindest im Bereich eines aufzubringenden Isolationsmaterials hat, und
- c) flächiges Aufschäumen eines transparenten Isoliermaterials auf der Innenseite der werkstückseitigen Glasscheibe zur Bildung einer durchgehenden, transparenten Isolationsschicht zumindest in einem Durchsichtsbereich des Fahrzeugdachglaselements.
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Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, die obere Form zumindest großteils, nämlich im Bereich des Kontakts mit dem Isoliermaterial, durch eine Glasscheibe zu ersetzen. Diese Glasscheibe (im Folgenden werkzeugseitige Glasscheibe) ist eine der zuvor produzierten Glasscheiben als potenzielles Teil des Fahrzeugdachglaselements. Die extrem teuren Formen können damit sehr günstig hergestellt werden. Es ist u. U. nur noch die Glasscheibe selbst als obere Form oder die Glasscheibe mit einem außenseitigen Rahmen notwendig, die dann die gesamte oder fast die gesamte obere Form bildet. Ein weiterer Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass die Oberfläche der oberen Form durch das Glas besonders hochwertig ist. Allenfalls können Bohrungen in der Glasscheibe vorgesehen sein, mit denen die Anguss- und/oder Entlüftungsstellen gebildet sind. Diese Bohrungen sind jedoch primitiv in ihrer Herstellung und sorgen für keinen erwähnenswerten Kostenaufwand.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist es nicht zwingend notwendig, dass ein Primer zum Aufspritzen oder Anschäumen des Rahmens verwendet wird und/oder dass ein Aktivator auf die Innenseite der werkstückseitigen Glasscheibe vor dem Aufschäumen der durchsichtigen Isolationsschicht aufgetragen wird. Es ist auch möglich, direkt auf die Glasscheibe aufzuspritzen oder aufzuschäumen.
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Nach dem Herstellen der transparenten Isolationsschicht kann ein umlaufender Rahmen angeschäumt oder aufgespritzt werden, wobei beim Spritzen oder Schäumen eine Anguss- und Absaugstelle für das einzubringende Material im Bereich des Randabschnitts der Innenseite der Glasscheibe vorgesehen sind, wie zuvor bereits im Hinblick auf das erfindungsgemäße Fahrzeugdachglaselement beschrieben.
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Bei diesem Schäumprozess zur Herstellung des Rahmens wird ein Werkzeugteil zum Abdichten vorzugsweise direkt gegen die transparente Isolationsschicht aufgepresst, sodass hier nicht zwingend im Werkzeug aufwendige Dichtungen notwendig sind. Die Isolationsschicht aus Kunststoff gibt die notwendige Flexibilität und auch die notwendige Eindrücktiefe, die es erlaubt, das Werkzeug dichtend gegen die zuvor hergestellte Einheit aus Glasscheibe und Isolationsschicht zu drücken und hier abzudichten.
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Nach dem Herstellen des Rahmens findet keine spanende Nachbearbeitung des Fahrzeugdachglaselements mehr statt.
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Alle Angussstellen und Entlüftungsstellen des Rahmens sind auf der Innenseite der Glasscheibe vorgesehen. Durch diese neue Anordnung der Anguss- und Entlüftungsstellen muss der Rahmen, der auch die nach außen weisende Seitenfläche der Glasscheibe abdeckt, in diesem Bereich nicht mechanisch nachbearbeitet werden, was besonders aufwendig ist und darüber hinaus auch zu einer raueren Oberfläche führt. Beim Gießen oder Spritzen ist nämlich die Oberfläche zum Werkzeug hin sehr glatt, und diese glatte Oberfläche wird durch die spanende Bearbeitung zerstört. Ferner kann das Fahrzeugglaselement bezüglich seiner Umrissgeometrie und Abmaße exakt hergestellt werden, denn eine mechanische Nachbearbeitung ist im Umfangsbereich des Rahmens nicht mehr notwendig. Die Isolationsschicht selbst ist transparent und sorgt z. B. für eine Schallisolierung sowie eine Tönung der Glasscheibe, sodass ein UV- und/oder IR-Filter durch sie gebildet ist.
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Die transparente Insolationsschicht sollte zumindest einen Durchsichtsbereich der Glasscheibe, in dem das fertige Glaselement transparent ist, vollflächig abdecken. Dieser üblicherweise mittige Bereich der Glasscheibe wird dann von einem nicht durchsichtigen Randabschnitt, der durch den Rahmen gebildet ist, umgrenzt.
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Optional kann innenseitig unter dem gesamten Randabschnitt eine Keramikschicht auf die werkstückseitige Glasscheibe aufgebracht sein, d. h. unmittelbar auf die werkstückseitige Glasscheibe. Diese Keramikschicht ist üblicherweise ein Schwarzdruck, der einerseits die Adhäsion des Materials des Rahmens verbessert und andererseits die Sicht von außen auf das Schaum- oder Spritzmaterial des Rahmens verhindert, sodass sich von außen ein hochwertiger Gesamteindruck auch im Bereich des Übergangs vom transparenten Teil, dem Durchsichtsbereich, zum Rahmen ergibt.
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Natürlich kann, optional, auch eine Primer- und oder Aktivatorschicht zwischen Glasscheibe und transparenter Isolationsschicht vorgesehen sein.
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Als werkstückseitige Glasscheibe wird insbesondere ein Einscheibensicherheitsglas verwendet, welches höhere innere Spannungen als ein Verbundglas hat, leichter zu verarbeiten ist und im Werkzeug stabiler positioniert wird.
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Der Rahmen kann und sollte vorzugsweise die Glasscheibe auf ihrer umlaufenden, nach außen weisenden Seitenfläche vollständig abdecken, sodass die Seitenfläche nirgends freiliegt. Das heißt, der Rahmen erstreckt sich vorzugsweise zur Vorderseite und schließt mit dieser bündig ab.
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In den Rand lässt sich auch ein vorgefertigtes oder mehrere vorgefertigte Verstärkungsteile einbetten, insbesondere aus Metall. Diese Verstärkungsteile können rein zur Verstärkung des Fahrzeugdachglaselements vorhanden sein oder zur Anbindung an das Fahrzeugdach oder einen Antriebsmechanismus. Das Verstärkungsteil lässt sich zur Glasscheibe hin abstandshalterfrei ausführen, d. h., es ist kein separates Teil zwischen der Glasscheibe und dem Verstärkungsteil notwendig. Aber das Verstärkungsteil hat keinen direkten Kontakt mit der Glasscheibe, was ansonsten zu punktuellen Spannungen führen könnte. Eine Option, diesen direkten Kontakt zu vermeiden, besteht darin, zwischen der Glasscheibe und dem Verstärkungsteil nur die Isolationsschicht vorzusehen. Die Isolationsschicht erstreckt sich somit auch bis unterhalb des Rahmens.
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Als Isolationsschicht kann eine PUR-Schicht, insbesondere mit einem sog. Reflow-Effekt vorgesehen sein. Dieser Reflow-Effekt sorgt dafür, dass die Oberfläche selbstschließend ist, wenn beispielsweise mit dem Fingernagel entlang gekratzt wird oder in die Isolationsschicht eingedrückt wird. Dies erhöht die Dauerqualität des Fahrzeugdachglaselements, und im Übrigen ist ein solches Material mit einer selbstheilenden Oberfläche auch sehr gut als Schallisolierungsmaterial geeignet.
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Abschnittsweise können die Isolationsschicht und abschnittsweise die Keramikschicht direkt auf die Glasscheibe aufgebracht sein, sodass Zwischenschichten vermieden werden können. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Rahmen teilweise auf der Keramikschicht, teilweise auf der Glasscheibe und teilweise auf der Isolationsschicht sitzen kann. Damit sind mehrere Verbundabschnitte realisierbar, d. h., wenn sich einer dieser Verbunde zwischen zwei Materialien tatsächlich lösen würde, bestünden als Sicherung noch die anderen.
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Die Isolationsschicht kann sich auch bis zum Rand der Glasscheibe erstrecken. Der Rahmen ist dann nur noch an der nach außen weisenden Seitenfläche mit der Glasscheibe unmittelbar verbunden, im übrigen Teil mit der Isolationsschicht.
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Unter der Isolationsschicht kann im Bereich des Rahmens auch die zuvor erwähnte Keramikschicht vorhanden sein. In diesem Fall sind für die Ankoppelung des Rahmens an die Glasscheibe zwei verschiedene Verbunde vorhanden, nämlich der direkte Verbund des Materials des Rahmens mit der Glasscheibe im Bereich der nach außen weisenden Seitenfläche und der Verbund zwischen dem Material des Rahmens und der Isolationsschicht. Die Isolationsschicht selbst hat dann aber auch zwei Verbunde, nämlich einmal direkt mit der Glasscheibe im Bereich des transparenten Durchsichtsbereichs und mit der Keramikschicht im Bereich des Rahmens.
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Vorzugsweise ist der Rahmen mechanisch unbearbeitet. Dies kann dadurch ermöglicht werden, dass die Anguss- und Entlüftungsstellen auf der Innenseite des Rahmens beim Entformen einfach abbrechen. Eine entsprechende Positionierung und Dimensionierung der Angussstellen und Entlüftungsstellen ermöglicht eine solche kostengünstige Herstellungsvariante.
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Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Werkzeug zum Herstellen eines Fahrzeugdachglaselements nach der Erfindung, mit einem unteren Werkzeugteil zum Positionieren einer werkstückseitigen Glasscheibe und einer oberen Form, die zumindest abschnittsweise durch eine werkzeugseitige Glasscheibe gebildet ist, welche zumindest im Bereich der aufzubringenden Isolationsschicht zumindest in der Wölbungsgeometrie der eingelegten Glasscheibe hat. Die zuvor im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erwähnten Vorteile sind auch hier gegeben. Die werkzeugseitige Glasscheibe, die die obere Form zumindest abschnittsweise bildet, kann Bohrungen besitzen zur Bildung der Anguss- und/oder Entlüftungsstellen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich auch den nachfolgenden Beschreibungen und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird.
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In den Zeichnungen zeigen:
- - 1 eine perspektivische Draufsicht auf ein Fahrzeugdachglaselement,
- - 2 eine Schnittansicht längs der Linie II - II nach 1 im Bereich des vorderen Randes des Fahrzeugdachglaselements,
- - 3 eine Schnittansicht längs der Linie III - III in Figur im Bereich des hinteren Randes des Fahrzeugdachglaselements,
- - 4 eine Schnittansicht längs der Linie IV - IV in 1 im Bereich eines Seitenrandes des Fahrzeugdachglaselements,
- - 5 eine Schnittansicht durch ein erfindungsgemäßes Werkzeug zum Herstellen eines Fahrzeugdachglaselements, bei dem die Isolationsschicht angeschäumt wird, und
- - 6 eine Schnittansicht durch ein erfindungsgemäß im Verfahren eingesetztes Werkzeug zum Herstellen des Rahmens.
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In 1 ist ein Fahrzeugdachglaselement dargestellt, das beispielsweise der verschiebbare werkstückseitige Glasdeckel eines Fahrzeugschiebe- oder Fahrzeughebedachs ist oder der Glasdeckel eines Panoramadachs.
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Außenseitig wird das Fahrzeugdachglaselement 10 durch eine Glasscheibe 12 gebildet, insbesondere aus Einscheibensicherheitsglas, welches zumindest fast oder die gesamte Außenseite des Fahrzeugdachglaselements 10 definiert.
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Die Glasscheibe 12 wird innenseitig durch einen geschlossenen umlaufenden Rahmen 14 stabilisiert, der durch Spritzen oder Schäumen hergestellt ist.
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Der Rahmen 14 ist im vorliegenden Fall ein nicht transparenter Rahmen vorzugsweise aus geschäumtem PUR-Material, welches auf die Glasscheibe 12 in einem Randabschnitt geschäumt wird.
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Wie in den 2-4 zu sehen ist, verläuft der Rahmen 14 an den nach außen weisenden Seitenflächen 15 der Glasscheibe 12 und an der Innenseite der Glasscheibe 12.
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In das PUR-Material, welches den Rahmen 14, sind mehrere Verstärkungsteile 16 aus Metall eingebettet. In den 2 und 3 sind rohrförmige, langgestreckte Verstärkungsteile 16 dargestellt, die in den Rahmen 14 eingebettet sind und die von der Glasscheibe 12 beabstandet sind.
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Eine innenseitig auf die Glasscheibe 12 aufgeschäumte Isolationsschicht 18 hat optional (abhängig davon, ob noch ein Primer vorgesehen ist oder nicht) unmittelbaren Kontakt mit der Glasscheibe 12 und ist aus einem Kunststoffmaterial, welches einen sog. Reflow-Effekt hat. Die Isolationsschicht 18 ist deshalb relativ weich und kann mit dem Fingernagel etwas eingedrückt werden, wobei diese Eindrückstelle sich nach einiger Zeit wieder selbsttätig schließt.
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Die Isolationsschicht 18 dient z. B. dazu, eine Schallisolierung und/oder einen UV- und/oder IR-Filter zu bilden.
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In dem zentralen, sog. Durchsichtsbereich 20 (siehe auch 1) des Fahrzeugdachglaselements 10, der von dem Rahmen 14 umschlossen wird, ist nämlich das Fahrzeugdachglaselement 10 transparent und wird in diesem Bereich nur durch die Glasscheibe 12 und die transparente Isolationsschicht 18 gebildet, die diesen Bereich der Glasscheibe 12 vollflächig abdeckt.
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Die Isolationsschicht erstreckt sich bis zum oder bis nahe zum sog. Rand 22, welcher den Übergang von der Innenseite zu der Seitenfläche 15 bildet. Innenseitig schließt sich der Randabschnitt an den Rand 22 an.
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Unmittelbar auf die Glasscheibe 12 und zwar unterhalb des Rahmens 14 ist eine Keramikschicht aufgebracht, die sich vom innenseitigen Ende 24 des Rahmens 14 bis zum Rand 22 erstreckt und den umlaufenden Randabschnitt der Glasscheibe 12 innenseitig abdeckt. Die Keramikschicht ist vorzugsweise schwarz und lässt von außen keine Sicht auf das PUR-Material des Rahmens zu. Da die Keramikschicht jedoch extrem dünn ist, ist sie in den 2-4 nicht erkennbar.
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Wie in den 2 und 3 ferner zu sehen, liegt das Verstärkungsteil 16 oder mit ihm verbundene Teile 26 auf der Isolationsschicht 18 auf, ohne dass Abstandshalter als separate vorgefertigte Teile vorgesehen sein müssen, die einen Abstand zur Glasscheibe 12 für die Verstärkungsteile 16 sichern.
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Optional kann auf die Keramikschicht, die auch die UV-Beständigkeit des PUR-Materials erhöht, ein Primer und/oder ein Aktivator aufgebracht werden, bevor anschließend das PUR aufgeschäumt wird, um den Rahmen 14 zu bilden.
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Natürlich kann auch innenseitig auf die gesamte Glasscheibe eine Primer- und/oder Aktivatorschicht aufgebracht werden, bevor die Isolationsschicht 18 aufgebracht wird. Auch dies dient der verbesserten Adhäsion.
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Eine Schutzfolie ist nicht vorgesehen.
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Die transparente Isolationsschicht 18 hat vorzugsweise eine konstante Dicke, insbesondere im Bereich von 0,5-1,5 mm.
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Im Schnitt gemäß 4 ist zu sehen, dass das Verstärkungsteil 16 als abgewinkeltes Blech ausgeführt ist, welches mit einem Schenkel im Rahmen 14 eingebettet ist und mit einem Schenkel aus dem entsprechenden PUR-Material herausragt, um in diesem Bereich an den Antrieb des Fahrzeugschiebe- und/oder -hebedachs angekoppelt zu werden.
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Im Bereich der Seitenränder, die in 4 zu sehen sind, kann der Rahmen 14 auch Abschnitte haben, die nicht ineinander übergehen, hier beispielsweise einen äußeren Abschnitt, der von der Seitenfläche 15 ausgeht, und einen davon beabstandeten innen liegenden Abschnitt, in den das Verstärkungsteil 16 eingebettet ist.
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Der Rahmen 14 ist mechanisch unbearbeitet, und die Anguss- und Entlüftungsstellen 30 bzw. 31 zur Herstellung des Rahmens beim Spritzen oder Gießen sind ausschließlich auf der Innenseite der Glasscheibe 12 vorgesehen.
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Anhand der 5 und 6 wird die Herstellung des Fahrzeugdachglaselements dargestellt, nämlich im Wesentlichen in zwei Schritten.
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In 5 ist ein Werkzeug 32 dargestellt, in welches die werkstückseitige Glasscheibe 12 eingelegt ist, und zwar in oder auf ein sog. unteres Werkzeugteil 34, das eine untere Formhälfte sein kann. Die Rückseite der Glasscheibe blickt dann nach oben. In diesen Werkzeug 32 wird dann die Isolationsschicht 18 aufgebracht.
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Die obere Form 36 (evtl. Formhälfte) umfasst einen Rahmen 38, in dem eine weitere, werkzeugseitige Glasscheibe 40 untergebracht und daran befestigt ist. Die Glasscheibe 40 entspricht zumindest im Bereich der aufzubringenden Isolationsschicht 18 in der Wölbungsgeometrie exakt der eingelegten Glasscheibe 12 und kann sogar ein Gleichteil sein, welches sehr kostengünstig hergestellt ist. Die weitere Glasscheibe 40 ist damit Teil der oberen Formhälfte 36.
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Eine Dichtung 42 am Rahmen 38 dichtet die obere Form 36 zur Glasscheibe 12 ab, wobei zwischen den Glasscheiben 12 und 40 ein geringer Spalt 43 gebildet ist. Die Glasscheibe 40 kann optional mehrere Öffnungen 44 zum Einbringen von flüssigem Kunststoff in die zwischen dem Werkzeug 32 und der Glasscheibe 12 vorhandene Kavität sein, der die Isolationsschicht 18 bildet. Einige der Öffnungen 44 sind auch als Dichtungs- oder Absaugöffnungen ausgebildet. Optional können die Öffnungen auch im Bereich des Rahmens 38 ausgebildet sein. Nachdem der Spalt 42 ausgeschäumt ist, wird die obere Form 36 nach oben abgenommen, sodass die Einheit aus Glasscheibe 12 und Isolationsschicht 18 entsteht. In den 5 und 6 ist mit einer dicken Linie auch die Keramikschicht 48 dargestellt.
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6 zeigt ebenfalls eine untere Formhälfte 50 sowie eine obere Formhälfte 52, die zusammen mit der darin eingelegten Einheit aus Glasscheibe 12 und Isolationsschicht 18 eine Kavität 54 begrenzen, die ausgespritzt oder ausgeschäumt wird, und zwar mit PUR-Material. Dieses PUR-Material bildet dann den Rahmen.
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Nicht in 6 gezeigt sind die Bereiche des Werkzeugs, in denen die Verstärkungsteile 16 positioniert sind, die beim Umspritzen oder Umschäumen gleich in das PUR-Material eingebettet werden.
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Gut zu sehen ist in 6, dass eine von zahlreichen Anguss- und Entlüftungsstellen 56 nicht seitlich im Bereich der Seitenfläche 15 vorgesehen ist, sondern auf der Innenseite der Glasscheibe 12, die auch im Werkzeug nach 6 nach oben weist. Beim Entformen reißt der sich in der entsprechenden Öffnung 58 in der oberen Formhälfte 52 befindliche PUR-Tropfen vom Rest des inzwischen ausgehärteten PUR-Schaumes ab, sodass die Anguss- und/oder Entlüftungsstelle nicht nach außen vorsteht.
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Eine mechanische spanende Bearbeitung ist nicht mehr erforderlich, insbesondere auch nicht im Bereich der nach außen weisenden Seitenfläche des entstehenden Rahmens.
