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Die Erfindung betrifft eine Verbundscheibe für ein Kraftfahrzeug, welche wenigstens zwei Scheibenelemente, sowie zumindest ein Folienelement umfasst, welches zwischen den wenigstens zwei Scheibenelementen angeordnet ist. Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Verbundscheibe.
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Verbundscheiben, welche auch als Verbundsicherheitsglas bezeichnet werden können, sind meist aus mehreren Scheibenelementen gebildet, zwischen welchen zumindest eine zähelastische Folie angeordnet sein kann. Durch diese Anordnung sind Verbundscheiben im Vergleich zu konventionellen Glasscheiben besonders schalldämmend und durchschlaghemmend. Im Falle einer Scheibenbeschädigung besteht bei derartigen Verbundscheiben zudem eine deutlich geringere Gefahr einer Verletzung durch Scheibensplitter als bei konventionellen Glasscheiben. Derartige Verbundscheiben können, je nach Einsatzzweck, zumindest bereichsweise gebogen sein, also wenigstens eine Krümmung aufweisen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbundscheibe mit besonders flexibel wählbaren, unterschiedlichen Scheibenelementen zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Verbundscheibe für ein Kraftfahrzeug, welche wenigstens zwei Scheibenelemente, sowie zumindest ein Folienelement umfasst, welches zwischen den wenigstens zwei Scheibenelementen angeordnet ist. Das zumindest eine Folienelement kann mit den jeweiligen Scheibenelementen verklebt sein.
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Gemäß der Erfindung weisen ein erstes Scheibenelement und ein zweites, vorgespanntes Scheibenelement der wenigstens zwei Scheibenelemente voneinander verschiedene Scheibendicken auf und das zweite Scheibenelement weist zum Halten der Verbundscheibe am Kraftfahrzeug einen Haltebereich auf, welcher zumindest das erste Scheibenelement überragt. Dies ist von Vorteil, da hierdurch ein Halten der Verbundscheibe lediglich über den Haltebereich und damit lediglich über das zweite, vorgespannte Scheibenelement erfolgen kann. Dadurch entfällt ein Halten der Verbundscheibe an dem ersten Scheibenelement. Dementsprechend kann auf eine Belastung des ersten Scheibenelements durch Haltekräfte oder Verstellkräfte verzichtet werden, wodurch das erste. Scheibenelement besonders flexibel auswählbar ist, also mit anderen Worten beispielsweise eine größere Freiheit bei der Auswahl eines Scheibenelementwerkstoffs des ersten Scheibenelements und zusätzlich oder alternativ eine größere Freiheit bei der Auswahl der Scheibendicke (erste Scheibendicke) des ersten Scheibenelements besteht, um nur einige Beispiele zu nennen.
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Das zweite, vorgespannte Scheibenelement kann beispielsweise eine Oberflächenspannung (Oberflächendruckspannung) aufweisen, welche größer oder gleich 80 MPa ist. Dadurch eignet sich das zweite Scheibenelement besonders gut zum Halten der Verbundscheibe am Kraftfahrzeug. Das zweite, vorgespannte Scheibenelement kann beispielsweise thermisch vorgespannt sein.
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Das erste Scheibenelement kann bevorzugt als unvorgespanntes (nicht vorgespanntes) Scheibenelement ausgebildet sein. Dadurch ist ein besonders einfacher Aufbau der Verbundscheibe ermöglicht.
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Unter einem unvorgespannten (nicht vorgespannten) Scheibenelement ist im Rahmen der Erfindung zu verstehen, dass dieses Scheibenelement eine Oberflächendruckspannung von weniger als 5 MPa aufweist.
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Der Haltebereich kann vorzugsweise auch das zumindest eine Folienelement überragen. Dadurch kann eine ungünstige Belastung des Folienelements unterbleiben und beispielsweise ein belastungsbedingtes Fließen des Folienelements vermieden werden, wodurch auch für das Folienelement eine große Flexibilität, beispielsweise bei der Wahl der Folienelementdicke und zusätzlich oder alternativ des Folienelementwerkstoffs des Folienelements besteht.
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Das zumindest eine Folienelement kann in vorteilhafter Weise eine Foliendicke zwischen 0,5 mm und 2 mm, bevorzugt 0,5 mm bis 1,0 mm und besonders bevorzugt 0,74 mm bis 0,81 mm aufweisen. Dies ist von Vorteil, da Foliendicken in diesem Bereich ausreichend sind, um jeweilige physikalische Eigenschaften des zumindest einen Folienelements wirksam in dessen Einsatz in der Verbundscheibe zur Geltung kommen zu lassen. Gleichzeitig wiegen Folienelemente mit derartigen Foliendicken besonders wenig.
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Das zumindest eine Folienelement kann bevorzugt als besonders hochfestes DG41-Folienelement mit beispielsweise einer Foliendicke von 0,76 mm ausgebildet sein, um nur ein Beispiel zu nennen.
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Das Folienelement kann vorzugsweise ein Schubmodul größer als 150 Newton pro Quadratmillimeter, insbesondere größer als 200 Newton pro Quadratmillimeter, aufweisen. Dadurch ist die Verbundscheibe auch bei starker Scherkraftbeanspruchung besonders formstabil.
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In vorteilhafter Weise kann das Folienelement eine Abmessung in einem Bereich von 5 Millimeter bis 500 Millimeter aufweisen. Mit anderen Worten kann das Folienelement eine Ausdehnung zwischen 5 Millimeter und 500 Millimeter aufweisen. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das Folienelement je nach Bedarf unterschiedlich ausgelegt und angepasst werden kann. So kann das Folienelement eine Ausdehnung von 70 Millimeter oder von 400 Millimeter aufweisen, um nur einige Beispiele zu nennen. In vorteilhafter Weise kann das Folienelement eine Foliendicke in einem Bereich von 0,1 Millimeter und 2 Millimeter aufweisen. Unter den Bereichsgrenzen „0,1 Millimeter bis 2 Millimeter“ werden insbesondere 0,1 Millimeter, 0,2 Millimeter, 0,3 Millimeter, 0,4 Millimeter, 0,5 Millimeter, 0,6 Millimeter, 0,7 Millimeter, 0,8 Millimeter, 0,9 Millimeter, 1 Millimeter, 1,1 Millimeter, 1,2 Millimeter, 1,3 Millimeter, 1,4 Millimeter, 1,5 Millimeter, 1,6 Millimeter, 1,7 Millimeter, 1,8 Millimeter, 1,9 Millimeter und 2 Millimeter verstanden. Auch andere Bereichsabstufungen im zehntel oder hundertstel Millimeterbereich können denkbar sein. In vorteilhafter Weise kann neben der Ausdehnung des Folienelements und der Foliendicke des Folienelements auch dessen geometrische Form oder Kontur und Folienelementbreite, welche sich parallel zu den jeweiligen Scheibenelementen erstrecken kann, angepasst oder ausgelegt werden.
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Bevorzugt kann das zumindest eine Folienelement als Akustikfolienelement und/oder als Farbfolienelement ausgebildet sein. Dies ist von Vorteil da ein Akustikfolienelement einen besonders wirksamen und einfachen Schallschutz und ein Farbfolienelement beispielsweise einen einfachen und wirksamen Schutz vor intensivem Lichteinfall in einen Fahrzeuginnenraum gewährleisten können. Ein derartiges Farbfolienelement kann beispielsweise eine vorbestimmte oder veränderbare Trübung und zusätzlich oder alternativ eine vorbestimmte oder veränderbare Tönung aufweisen. Eine Veränderung der veränderbaren Trübung bzw. Tönung kann beispielsweise durch Sonneneinstrahlung oder Bestromung oder durch Temperaturänderung bewirkbar sein.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das erste Scheibenelement unvorgespannt oder thermisch teilvorgespannt oder chemisch vorgespannt und weist eine, von dem zweiten Scheibenelement verschiedene Oberflächendruckspannung auf. Dies ist von Vorteil, da durch das unvorgespannte oder teilvorgespannte, erste Scheibenelement insgesamt eine einfache, asymmetrische Formgebung, beispielsweise eine asymmetrische Biegung der Verbundscheibe unter Einhaltung einer hohen Biegegenauigkeit ermöglicht ist. Durch chemisches Vorgespannen lassen sich besonders hohe Oberflächendruckspannungen erzielen.
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Das erste Scheibenelement kann vorzugsweise eine Oberflächenspannung zwischen 5 MPa und 60 MPa aufweisen. Unter einer Oberflächenspannung zwischen 5 MPa und 60 MPa ist im Rahmen der Erfindung eine Teilvorspannung, also ein teilvorgespanntes Scheibenelement zu verstehen, bei welchem für die Oberflächenspannung Werte von 5,01 MPa, 6 MPa, 7 MPa, 8 MPa, 9 MPa, 10 MPa, 11 MPa, 12 MPa, 13 MPa, 14 MPa, 15 MPa, 16 MPa, 17 MPa, 18 MPa, 19 MPa, 20 MPa, 21 MPa, 22 MPa, 23 MPa, 24 MPa, 25 MPa, 26 MPa, 27 MPa, 28 MPa, 29 MPa, 30 MPa, 31 MPa, 32 MPa, 33 MPa, 34 MPa, 35 MPa, 36 MPa, 37 MPa, 38 MPa, 39 MPa, 40 MPa, 41 MPa, 42 MPa, 43 MPa, 44 MPa, 45 MPa, 46 MPa, 47 MPa, 48 MPa, 49 MPa, 50 MPa, 51 MPa, 52 MPa, 53 MPa, 54 MPa, 55 MPa, 56 MPa, 57 MPa, 58 MPa, 59 MPa, sowie 59,99 MPa vorgesehen sein können. Auch andere Bereichsabstufungen im zehntel oder hundertstel Megapascalbereich können denkbar sein. Bei derartigen Werten für die Oberflächenspannung ist eine asymmetrische Verformung der Verbundscheibe unter Einhaltung einer besonders hohen Verformungsgenauigkeit, insbesondere Biegegenauigkeit, ermöglicht.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das zweite Scheibenelement als Einscheibensicherheitsglas ausgebildet. Dies ist von Vorteil, da das zweite Scheibenelement und damit auch die Verbundscheibe somit einen besonders einfachen Aufbau aufweist. Das zweite Scheibenelement kann also mit anderen Worten als Einzelscheibe, also als monolithische Glasscheibe, ausgebildet sein.
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Das zweite Scheibenelement kann alternativ dazu auch als Verbundsicherheitsglas ausgebildet sein. Dadurch ist eine besonders günstige Schalldämmung erzielbar.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Verbundscheibe an dem Haltebereich eine Öffnung, zum Halten der Verbundscheibe an dem Kraftfahrzeug, auf. Dies ist von Vorteil, da eine derartige Öffnung ein besonders sicheres Halten und Abstützen der Verbundscheibe in mehreren Raumrichtungen ermöglicht. In die Öffnung kann beispielsweise ein Stellelement einer Fensterhebervorrichtung eingreifen, um Haltekräfte, Klemmkräfte und zusätzlich oder alternativ Verstellkräfte an dem Haltebereich zu übertragen und die Verbundscheibe beispielsweise zu bewegen.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist zumindest eines der wenigstens zwei Scheibenelemente wenigstens bereichsweise als Farbscheibe, insbesondere als Grünglas, oder als Klarglas ausgebildet. Dies ist von Vorteil, da durch das bereichsweise Ausbilden zumindest eines der Scheibenelemente als Farbscheibe oder als Klarglas eine besonders flexible Einsetzbarkeit der Verbundscheibe gegeben ist.
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Das erste Scheibenelement kann allgemein als Innenglas ausgebildet sein. Unter dem Begriff „Innenglas“ ist dabei zu verstehen, dass das erste Scheibenelement einem Fahrzeuginnenraum, beispielsweise einer Fahrgastzelle, des Kraftfahrzeugs zugewandt sein kann.
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Das erste Scheibenelement kann vorzugsweise vollständig als Farbscheibe ausgebildet sein. Dadurch kann das erste Scheibenelement, im Gegensatz zu einer lediglich teilweisen Färbung, besonders aufwandsarm hergestellt werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das zumindest eine Folienelement wenigstens bereichsweise als Farbfolie ausgebildet. Dies ist von Vorteil, da die Verbundscheibe durch das wenigstens bereichsweise Ausbilden des zumindest einen Folienelements als Farbfolie besonders flexibel einsetzbar ist. Durch eine Farbfolie kann ein wirksamer und einfacher Schutz vor intensivem Lichteinfall, beispielsweise in einen Fahrzeuginnenraum, gewährleistet werden. Eine derartige Farbfolie kann beispielsweise eine vorbestimmte Trübung und zusätzlich oder alternativ eine vorbestimmte Tönung aufweisen.
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Das zumindest eine Folienelement kann vorzugsweise vollständig als Farbfolie ausgebildet sein. Dadurch kann das zumindest eine Folienelement, im Gegensatz zu einer lediglich teilweisen Färbung, besonders aufwandsarm hergestellt werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das zumindest eine Folienelement wenigstens teilweise aus Polyvinylbutyral gebildet. Dies ist von Vorteil, da ein aus Polyvinylbutyral (kurz: PVB) gebildetes Folienelement besonders widerstandsfähig und damit hochfest ist. Damit eignet sich ein aus Polyvinylbutyral gebildetes Folienelement besonders gut zur Verstärkung beziehungsweise Versteifung der Verbundscheibe an dem Haltebereich und damit an einer Stelle, an welcher beispielsweise ein Stellelement einer Fensterhebervorrichtung des Kraftfahrzeugs angreifen kann um Verstellkräfte auszuüben und dadurch die Verbundscheibe zu bewegen.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Verbundscheibe zumindest ein Zusatzfolienelement, welches zwischen den wenigstens zwei Scheibenelementen und koplanar zu dem zumindest einen Folienelement angeordnet ist. Durch das Zusatzfolienelement kann in vorteilhafter Weise eine besonders einfache Änderung von Eigenschaften der Verbundscheibe erfolgen. Das Zusatzfolienelement kann beispielsweise als Akustikfolie ausgebildet sein, um nur ein Beispiel zu nennen.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Verbundscheibe gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Bei der Verbundscheibe besteht eine sind die unterschiedliche Scheibenelemente besonders flexibel auswählbar.
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Bevorzugt ist die Verbundscheibe bewegbar an dem Kraftfahrzeug gelagert. Dadurch kann die Verbundscheibe eine besonders hohe Funktionalität aufweisen.
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Vorzugsweise ist die Verbundscheibe als Seitenscheibe oder als Dachscheibe des Kraftfahrzeugs ausgebildet. Dies ist von Vorteil, da bei einer als Seitenscheibe oder als Dachscheibe ausgebildeten Verbundscheibe das Folienelement mit verschiedensten physikalischen Eigenschaften eingesetzt werden kann, wohingegen insbesondere bei einer Windschutzscheibe erhöhte Anforderungen an etwaige gesetzliche Vorschriften bestehen. So kann beispielsweise eine Seitenscheibe eine deutlich stärkere Tönung aufweisen, als eine Windschutzscheibe.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Verbundscheibe beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs hier nicht noch einmal beschrieben.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine Draufsicht auf eine Verbundscheibe von einem Fahrzeuginnenraum eines Kraftfahrzeugs aus betrachtet;
- 2 eine Detailansicht eines Eckbereichs der Verbundscheibe;
- 3a eine Draufsicht auf die Verbundscheibe aus der Umgebung des Kraftfahrzeugs aus betrachtet; und
- 3b eine Schnittdarstellung durch einen Haltebereich der Verbundscheibe durch einen in 3a umrandeten Teilbereich A gemäß einer Schnittlinie B-B.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführurigsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 und 3a zeigen eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 100 mit einer Verbundscheibe 10.
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Die Verbundscheibe 10 umfasst vorliegend zwei Scheibenelemente 20, 30, nämlich ein erstes, unvorgespanntes oder alternativ dazu teilvorgespanntes Scheibenelement 20 und ein zweites, vorgespanntes Scheibenelement 30.
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Das erste Scheibenelement 20 weist vorliegend eine Oberflächenspannung zwischen 5 MPa (Megapascal) und 60 MPa auf. Das zweite Scheibenelement 30 weist vorliegend eine Oberflächenspannung von mehr als 80 MPa auf.
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Das erste Scheibenelement 20 ist vorliegend teilvorgespannt ist und weist eine kleinere Oberflächenspannung auf, als das zweite Scheibenelement 30.
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Das zweite Scheibenelement 30 ist vorliegend als Einscheibensicherheitsglas ausgebildet.
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Die zwei Scheibenelemente 20, 30 weisen voneinander verschiedene Scheibendicken D_1, D_2 auf, wie besonders deutlich in 2 erkennbar ist. Die erste Scheibendicke D_1 des ersten Scheibenelements 20 kann beispielsweise einem Wert von 1,6 mm entsprechen. Die zweite Scheibendicke D_2 des zweiten Scheibenelements 30 kann beispielsweise einem Wert von 2,8 mm entsprechen.
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Die Verbundscheibe 10 umfasst des Weiteren ein Folienelement 40, welches zwischen den zwei Scheibenelementen 20, 30 angeordnet ist, wie in 2 erkennbar ist. Das Folienelement 40 ist vorliegend zumindest teilweise aus Polyvinylbutyral gebildet. Bei dem Folienelement 40 kann sich auch um einen Folienverbund handeln, wenngleich dies hier nicht weiter dargestellt ist.
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2 zeigt, dass die Verbundscheibe 10 vorliegend des Weiteren ein Zusatzfolienelement 44 umfasst, welches zwischen den zwei Scheibenelementen 20, 30 und koplanar zu dem zumindest einen Folienelement 40 angeordnet ist. Das Zusatzfolienelement 44 ist vorliegend als Akustikfolie ausgebildet.
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Das erste Scheibenelement 20 der wenigstens zwei Scheibenelemente 20, 30 ist vorliegend als Klarglas ausgebildet, wohingegen das zweite Scheibenelement 30 vorliegend als Grünglas ausgebildet ist. Das erste Scheibenelement 20 kann beispielsweise ein sogenanntes, in einem Floatprozess (Floatglasverfahren) hergestelltes „Floatglas“ sein.
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Das zweite Scheibenelement 30 weist zum Halten der Verbundscheibe 10 am Kraftfahrzeug 100 einen Haltebereich 12 auf, welcher das erste Scheibenelement 20 sowie das Folienelement 40 überragt. Der Haltebereich 12 ist vorliegend zumindest bereichsweise durch eine sogenannte „Cutline“, also durch ein geradliniges Scheibenende des ersten Scheibenelements 20 begrenzt. An dieser „Cutline“ überragt das zweite Scheibenelement 30 mit dessen Haltebereich 12 das erste Scheibenelement 20.
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An dem Haltebereich 12 ist ein Stellelement 102 eines vorliegend lediglich bereichsweise dargestellten Fensterhebers des Kraftfahrzeugs 100 befestigt. Der Haltebereich 12 weist eine Öffnung 14 auf, an welcher das zweite Scheibenelement 30 vorliegend mittels zumindest einer Schraube 104 mit dem Stellelement 102 befestigt ist, wie besonders deutlich in 3b erkennbar ist. Die Öffnung 14 dient sowohl zum Halten der Verbundscheibe 10 an dem Kraftfahrzeug 100, als auch zum Ausüben von Verstellkräften, durch welche die vorliegend als Seitenscheibe ausgebildete Verbundscheibe 10 mittels des Stellelements 102 bzw. des Fensterhebers bewegbar ist.
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Durch die unterschiedlichen Glasstärken (Scheibendicken D_1, D_2) ist ein asymmetrischer Aufbau der Verbundscheibe 10 gegeben, wobei eine unterschiedliche Glasfärbung vorgesehen sein kann. Das Folienelement 40 (hier: Farbfolie) kann speziell an den Farbton des ersten Scheibenelements 20 angepasst sein um gewünschte TL-Werte (Lichttransmissionswerte) sowie beispielsweise eine Absorption von Infrarotstrahlung (IR-Strahlung) zu ermöglichen. Das zweite Scheibenelement 30 (hier: Außenglas) kann allgemein als Klarglas ausgebildet sein.
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Die Verbundscheibe 10 ist zusammenfassend aus den zumindest zwei Scheibenelementen 20, 30, welche über das Folienelement 40 zum Verbund laminiert sind, aufgebaut. Die beiden Scheibenelemente 20, 30 sind vorliegend jeweils thermisch vorgespannt, wobei das erste Scheibenelement 20 als teilvorgespanntes Verbundglas (TVG) ausgebildet ist und eine Oberflächenspannung (Oberflächendruckspannung) von weniger als 60 MPa aufweist. Das zweite Scheibenelement 30 ist vorliegend als Einscheibensicherheitsglas ausgebildet und weist eine Oberflächenspannung von mehr als 80 MPa auf.
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Bei der Verbundscheibe 10 sind die beiden Scheibenelemente 20, 30 zumindest in Bezug auf das erste Scheibenelement 20 vorliegend vollflächig über das Folienelement 40 miteinander laminiert. Das Folienelement 40 und das, vorliegend als Dünnglas ausgebildete, erste Scheibenelement 20 weisen gegenüber dem zweiten Scheibenelement 30 einen Rückschnitt auf, an welchem der Haltebereich 12 des zweiten Scheibenelement 30 sowohl das erste Scheibenelement 20 als auch das Folienelement 40 überragt. Bei der Verbundscheibe 10 können die jeweils besten Eigenschaften eines Einscheibensicherheitsglases (hier: zweites Scheibenelement 30) und eines teilvorgespannten Verbundglases (TVG, hier: erstes Scheibenelement 20) kombiniert werden. Die Verbundscheibe 10 ist aufgrund der unterschiedlichen langen und unterschiedliche vorgespannten Scheibenelemente 20, 30 als „Scheibenzwitter“ aufgebaut.
