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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 bereitzustellen, welche eine hohe Maßhaltigkeit aufweist und besonders flexibel einsetzbar ist.
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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 sind die wenigstens zwei Scheibenelemente zumindest teilvorgespannt und weisen voneinander verschiedene Scheibendicken auf. Dies ist von Vorteil, da durch die verschiedenen Scheibendicken der wenigstens zwei, zumindest teilvorgespannten Scheibenelemente auf einfache Art und Weise eine asymmetrische Biegung und damit eine Formgebung der Verbundscheibe vorgesehen sein kann, bei welcher eine hohe Biegegenauigkeit eingehalten sein kann. Durch die Möglichkeit einer derartigen, genauen Formgebung ist die Verbundscheibe besonders flexibel nicht nur als ungekrümmte Verbundscheibe, sondern auch als zumindest bereichsweise gekrümmte Verbundscheibe einsetzbar und bereitstellbar, welche beispielsweise als bewegbare Seitenscheibe im Kraftfahrzeug eingesetzt werden kann. Die wenigstens zwei Scheibenelemente können somit allgemein mit zumindest einer jeweiligen Biegung (Krümmung) versehen sein.
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So kann beispielsweise ein Biegeverfahren eingesetzt werden, um die Verbundscheibe aufwandsarm beispielsweise in eine, für deren Einsatz als bewegbare Seitenscheibe des Kraftfahrzeugs günstige Form zu Biegen und dabei eine besonders hohe Biegegenauigkeit einzuhalten. Bei dem Biegeverfahren können die beiden Scheibenelemente einzeln gebogen und unter Zwischenschaltung des zumindest einen Folienelements miteinander verbunden werden.
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Durch die verschiedenen Scheibendicken der teilvorgespannten Scheibenelemente kann die Formgebung der Verbundscheibe insgesamt unter einer höheren Fertigungsgenauigkeit, insbesondere Biegegenauigkeit, erfolgen, als bei gleichen Scheibendicken.
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Dadurch dass die wenigstens zwei Scheibenelemente zumindest teilvorgespannt (TVG) sind, kann bei einem Bruch der Verbundscheibe ein Resttragverhalten durch eine Verzahnung von Bruchstücken der Verbundscheibe bewirkt werden.
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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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In einer vorteilhaften Weiterbildung 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. Ein derartiges Farbfolienelement kann beispielsweise eine vorbestimmte oder veränderbare Trübung und zusätzlich oder alternativ eine vorbestimmte oder veränderbare Tönung aufweisen.
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Eine Veränderung der veränderbaren Trübung bzw. Tönung kann beispielsweise durch Sonneneinstrahlung oder Bestromung oder durch Temperaturänderung bewirkbar sein.
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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 weist zumindest eines der wenigstens zwei Scheibenelemente eine Oberflächendruckspannung, welche auch als Oberflächenspannung bezeichnet werden kann, zwischen 5 MPa und 60 MPa auf. 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 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 weist die Verbundscheibe einen Haltebereich zum Halten der Verbundscheibe am Kraftfahrzeug auf und das zumindest eine Folienelement weist eine, den Haltebereich zumindest bereichsweise umgebende Ausnehmung auf, wobei die Verbundscheibe wenigstens ein temperaturbeständiges Versteifungselement umfasst, welches eine höhere Temperaturbeständigkeit aufweist als das zumindest eine Folienelement, welches in der Ausnehmung angeordnet ist und den Haltebereich wenigstens bereichsweise umgibt. Dies ist von Vorteil, da die Verbundscheibe hierdurch besonders formbeständig und insbesondere druckbeständig ist. Das Folienelement kann durch das Versteifungselement auf besonders günstige Weise auch bei Ausübung von Klemmkräften und zusätzlich oder alternativ von Verstellkräften an dem Haltebereich selbst bei hohen Umgebungstemperaturen vor ungünstiger, beispielsweise ein Fließen des Folienelements bewirkender, Kraftbeaufschlagung geschützt werden. Dadurch, dass das Fließen des Folienelements unterbunden werden kann, kann auch die Gefahr eines, durch das Ausüben der Klemmkräfte und zusätzlich oder alternativ der Verstellkräfte bedingten Scheibenbruchs der Verbundscheibe besonders gering gehalten werden. Unter „Fließen“ ist dabei ein irreversibles Verformen nach Überschreiten einer Fließgrenze (hier: des Folienelements) zu verstehen.
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Das Versteifungselement kann beispielsweise aus organischem Material, beispielsweise Kunststoff, aus anorganischem Material oder aus Metall gebildet sein.
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Mit höherer Temperaturbeständigkeit wird eine umso höhere Formbeständigkeit der Verbundscheibe bei höheren Temperaturen erzielt. Je höher die Temperaturbeständigkeit ist, desto steifer ist das Versteifungselement bei hohen Temperaturen.
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Das temperaturbeständige Versteifungselement kann vorzugsweise beispielsweise als Kunststoffplatte, insbesondere als drucksteife Kunststoffplatte, ausgebildet sein. Dadurch kann das temperaturbeständige Versteifungselement - im Gegensatz zum Folienelement - auf besonders günstige Weise zur zumindest lokalen, druckstabilen Versteifung der Verbundscheibe beitragen und der Verbundscheibe somit eine besonders hohe Formstabilität bzw. Druckstabilität verleihen. Das temperaturbeständige Versteifungselement kann auch als temperaturbeständiger Kunststoffeinleger bezeichnet werden.
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Das temperaturbeständige Versteifungselement kann vorzugsweise eine höhere Festigkeit, insbesondere Druckfestigkeit, als das zumindest eine Folienelement aufweisen. Dadurch kann das Fließen des Folienelements besonders zuverlässig vermieden werden.
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Darunter, dass die Ausnehmung den Haltebereich zumindest bereichsweise umgibt ist zu verstehen, dass sich die Ausnehmung über den Haltebereich erstrecken kann. Mit anderen Worten kann sich der Haltebereich innerhalb der Ausnehmung befinden. Das zumindest eine Folienelement kann den Haltebereich durch zumindest einen, die Ausnehmung begrenzenden Ausnehmungsrand wenigstens bereichsweise, vorzugsweise vollständig umgreifen.
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Dadurch, dass das temperaturbeständige Versteifungselement in der Ausnehmung angeordnet ist, kann das temperaturbeständige Versteifungselement ebenso wie das zumindest eine Folienelement zwischen den wenigstens zwei Scheibenelementen angeordnet sein.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch das temperaturbeständige Versteifungselement eine flexible Werkstoffwahl für das Folienelement ermöglicht ist. Mit anderen Worten ermöglicht das temperaturbeständige Versteifungselement eine im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Verbundsicherheitsgläsern besonders freie Folienwerkstoffwahl für das Folienelement. Bei hohen Temperaturen kann es je nach Folienwerkstoff des Folienelements zum mehr oder weniger stark ausgeprägten kraft- und temperaturbedingten Fließen des Folienelements kommen. Das temperaturbeständige Versteifungselement ermöglicht das Aufwenden der Klemmkräfte bzw. Verstellkräfte an dem Haltebereich, wobei jedoch die Klemmkräfte bzw. Verstellkräfte durch das Versteifungselement aufgenommen werden und das Fließen des Folienelements somit vermieden werden kann. Wird beispielsweise eine Klemmkraft an dem Haltebereich aufgewendet, so kann durch das Versteifungselement selbst bei hohen Umgebungstemperaturen ein Fließen und damit ein bereichsweises Herauspressen des Folienelements an einem Randbereich der Verbundscheibe verhindert werden.
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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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Vorzugsweise umgibt die Ausnehmung den Haltebereich vollständig, wodurch das Folienelement besonders weitreichend vor unzulässiger Krafteinwirkung geschützt werden kann.
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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 Trübung und zusätzlich oder alternativ eine vorbestimmte Tönung aufweisen.
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Bevorzugt weist das temperaturbeständige Versteifungselement eine Temperaturbeständigkeit zwischen -40 °C und +90 °C auf. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass hohe Temperaturen und besonders niedrige Temperaturen sowie große Temperaturschwankungen keinen oder lediglich einen besonders geringen Einfluss auf die Eigenschaften, insbesondere die Formstabilität und Druckstabilität, der Verbundscheibe haben.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das temperaturbeständige Versteifungselement aus wenigstens einem Polymethylmethacrylat und/oder aus wenigstens einem Polycarbonat, insbesondere aus Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer, gebildet. Polymethylmethacrylat (kurz: PMMA) ist erst jenseits von 100 °C plastisch verformbar und erweist dementsprechend eine besonders hohe Temperaturbeständigkeit auf. Polycarbonat (kurz: PC) weist eine besonders hohe Gebrauchstemperatur von über 125 °C auf und ist damit ebenfalls besonders temperaturbeständig.
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Besonders bevorzugt ist das temperaturbeständige Versteifungselement zumindest teilweise aus Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (kurz: ABS) gebildet. ABS schmilzt erst in einem Temperaturbereich von 220 bis über 250 °C und ist damit besonders temperaturbeständig.
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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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Bevorzugt erstreckt sich die Öffnung durch wenigstens eines der wenigstens zwei Scheibenelemente. Dies ist von Vorteil, da die Öffnung somit als Durchgangsöffnung durch das wenigstens eine Scheibenelement ausgebildet ist und somit ein besonders zuverlässiges Halten der Verbundscheibe an dem Kraftfahrzeug ermöglicht.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Verbundscheibe wenigstens zwei Verbindungselemente, von welchen ein erstes Verbindungselement das temperaturbeständige Versteifungselement an einem ersten Scheibenelement hält und von welchen ein zweites Verbindungselement das temperaturbeständige Versteifungselement an einem zweiten Scheibenelement der wenigstens zwei Scheibenelemente hält. Dadurch kann das temperaturbeständige Versteifungselement besonders sicher zwischen den wenigstens zwei Scheibenelementen gehalten werden. Insbesondere ergibt sich dadurch ein besonders stabiler Verbund aus den Scheibenelementen, den Verbindungselementen und dem temperaturbeständigen Versteifungselement.
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Vorzugsweise kann zumindest eines der wenigstens zwei Verbindungselemente als Klebeband oder als Klebstoffschicht ausgebildet sein.
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Besonders bevorzugt weist zumindest eines der wenigstens zwei Verbindungselemente einen geschlossenzelligen Acrylat-Klebstoff auf. Dadurch kann eine besonders haltbare Verbindung geschaffen und somit der Verbundscheibe eine besonders hohe Formstabilität und Druckstabilität verliehen werden. Ein weiterer Vorteil des geschlossenzelligen Acrylat-Klebstoffs besteht darin, dass bei einer Herstellung der Verbundscheibe in einem Autoklav-Verfahren ein besonders aufwandsarmer Ausgleich von Biegungsabweichungen zwischen den wenigstens zwei Scheibenelementen ermöglicht ist.
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Vorzugsweise weisen die Verbindungselemente jeweils eine Dicke von 0,13 mm auf. Dadurch tragen die Verbindungselemente besonders wenig auf. Bei einer derartigen Dicke der Verbindungselemente ist die Verbundscheibe selbst unter einem Einwirken von großen Scherkräften besonders formstabil.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Verbundscheibe gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Die wenigstens eine Verbundscheibe weist eine hohe Maßhaltigkeit auf und ist besonders flexibel einsetzbar.
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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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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Verbundscheibe zumindest ein Zusatzfolienelement, welches zwischen den wenigstens zwei Scheibenelementen in einem Abstand zu dem temperaturbeständigen Versteifungselement und koplanar zu dem zumindest einen Folienelement angeordnet ist. Das Zusatzfolienelement kann mit anderen Worten von der Aussparung beabstandet sein. 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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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, durch deren Scheibenelemente sich an einem Haltebereich eine Öffnung erstreckt;
- 2 eine schematische Schnittdarstellung der Verbundscheibe gemäß einer in 1 gezeigten Schnittlinie A-A, wobei gezeigt ist, dass die Verbundscheibe ein zwischen den Scheibenelementen angeordnetes Folienelement sowie ein, in einer Ausnehmung des Folienelements und an dem Haltebereich angeordnetes temperaturbeständiges Versteifungselement umfasst;
- 3 eine schematische Darstellung eines der Scheibenelemente der Verbundscheibe sowie des Folienelements, wobei die Ausnehmung kreissegmentförmig ausgebildet ist;
- 4 eine schematische Perspektivansicht auf das in der Ausnehmung angeordnete Versteifungselement; und
- 5 eine weitere schematische Perspektivansicht, welche den Zusammenbau der Verbundscheibe zeigt; und
- 6 eine weitere schematische Schnittdarstellung eines Teilbereichs der Verbundscheibe.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen 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 zeigt ein vorliegend lediglich schematisch dargestelltes Kraftfahrzeug 100 mit einer bereichsweise dargestellten Verbundscheibe 10. Die Verbundscheibe 10 ist vorliegend als Seitenscheibe des Kraftfahrzeugs 100 ausgebildet und dementsprechend höhenverstellbar, also bewegbar an dem Kraftfahrzeug 100 gelagert.
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Zur Bewegung der Verbundscheibe 10 kann an einem Haltebereich 12 mittels eines beispielsweise als Bolzen ausgebildeten, und in 1 schematisch und gestrichelt dargestellten Stellelements 102 eine Verstellkraft F_V ausgeübt werden. Hierzu kann das Stellelement 102 einer hier nicht weiter dargestellten Fensterhebervorrichtung zugeordnet sein. Das Stellelement 102 kann zur Ausübung der Verstellkraft F_V beispielsweise durch einen Aktuator der Fensterhebervorrichtung angetrieben werden.
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Die Verbundscheibe 10 weist an dem Haltebereich 12 eine Öffnung 14 auf, an welcher die Verbundscheibe 10 an dem Kraftfahrzeug 100 gehalten und in welche das Stellelement 102 eingeführt ist, um die Verstellkraft F_V auszuüben. An dem Haltebereich 12 kann zudem eine in 2 dargestellte, senkrecht zur Verbundscheibe 10 orientierte Klemmkraft F_K wirken, welche beispielsweise mittels des Stellelements 102 auf die Verbundscheibe 10 ausgeübt ist, um das Stellelement 102 spielfrei mit der Verbundscheibe 10 zu verbinden.
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Die Öffnung 14 erstreckt sich vorliegend durch die gesamte Verbundscheibe 10. Mit anderen Worten ist die Öffnung 14 als Durchgangsöffnung ausgebildet, welche sich durch den Haltebereich 12 erstreckt.
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Die Verbundscheibe 10 umfasst vorliegend zwei Scheibenelemente 20, 30, also ein erstes Scheibenelement 20 und ein zweites Scheibenelement 30, welche in einer Schnittdarstellung der Verbundscheibe 10 gemäß einer, in 1 gezeigten Schnittlinie A-A in 2 erkennbar sind.
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Das erste Scheibenelement 20 kann beispielsweise als eine, einem Fahrgastinnenraum zugewandte, Innenscheibe ausgebildet sein, wohingegen das zweite Scheibenelemente 30 als eine, einer Umgebung des Kraftfahrzeugs 100 zugewandte, Außenscheibe ausgebildet sein kann.
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Die Verbundscheibe 10 umfasst zudem ein Folienelement 40, welches zwischen den zwei Scheibenelementen 20, 30 angeordnet ist, und eine, den Haltebereich 12 zumindest bereichsweise umgebende Ausnehmung 42 aufweist. Die Ausnehmung 42 kann, wie in 1 angedeutet ist, beispielsweise rechteckig ausgebildet sein. Das Folienelement 40 ist vorliegend aus Polyvinylbutyral, also mit anderen Worten als PVB-Folie, mit einer Foliendicke von 0,76 mm ausgebildet. Zudem ist das Folienelement 40 vorliegend vollständig als Farbfolie ausgebildet.
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Die zwei Scheibenelemente 20, 30 sind vorliegend teilvorgespannt und weisen voneinander verschiedene Scheibendicken D_1, D_2 auf, wie besonders deutlich in 2 und 6 erkennbar ist. Die erste Scheibendicke D_1 des ersten Scheibenelements 20 entspricht vorliegend einem Wert von 1,6 mm Die zweite Scheibendicke D_2 des zweiten Scheibenelement 30 entspricht vorliegend einem Wert von 2,1 mm.
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2 zeigt, dass die Verbundscheibe 10 vorliegend des Weiteren ein Zusatzfolienelement 44 umfasst, welches zwischen den zwei Scheibenelementen 20, 30 in einem Abstand zu dem temperaturbeständigen Versteifungselement 50 und koplanar zu dem zumindest einen Folienelement 40 angeordnet ist. Das Zusatzfolienelement 44 ist vorliegend als Akustikfolie ausgebildet.
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Die beiden Scheibenelemente 20, 30 weisen vorliegend jeweils eine Oberflächenspannung zwischen 5 MPa (Megapascal) und 60 MPa auf.
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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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Um der Verbundscheibe 10 eine besonders hohe Formstabilität und Druckstabilität, insbesondere bei hohen Umgebungstemperaturen und gleichzeitiger Einwirkung der Klemmkraft F_K sowie der Verstellkraft F_V, zu verleihen, umfasst die Verbundscheibe 10 ein temperaturbeständiges Versteifungselement 50, welches eine höhere Temperaturbeständigkeit aufweist als das Folienelement 40. Das temperaturbeständige Versteifungselement 50 ist in der Ausnehmung 42 angeordnet und umgibt den Haltebereich 12 wenigstens bereichsweise. Das temperaturbeständige Versteifungselement 50 weist vorliegend eine Temperaturbeständigkeit zwischen -40 °C und +90 °C auf.
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Das temperaturbeständige Versteifungselement 50 kann vorliegend flächenbündig mit dem Folienelement 40 zwischen den zwei Scheibenelementen 20, 30 angeordnet sein.
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Das temperaturbeständige Versteifungselement 50 ist vorliegend aus einem Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (kurz: ABS) gebildet und weist eine Versteifungselementdicke von vorliegend 0,5 mm auf.
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Die Verbundscheibe 10 umfasst zudem zwei Verbindungselemente 60, 70, von welchen ein erstes Verbindungselement 60 das temperaturbeständige Versteifungselement 50 an dem ersten Scheibenelement 20 und von welchen ein zweites Verbindungselement 70 das temperaturbeständige Versteifungselement 50 an dem zweiten Scheibenelement 30 hält.
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Die Verbindungselemente 60, 70 weisen vorliegend jeweils eine Verbindungselementdicke von 0,13 mm auf.
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Ein Verbund aus den beiden Verbindungselementen 60, 70 und dem temperaturbeständigen Versteifungselement 50 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel insgesamt also eine Gesamtdicke von 0,76 mm auf, was der Foliendicke des Folienelements 40 entspricht.
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3, 4 und 5 zeigen jeweils, dass die Ausnehmung 42 alternativ zu der in 1 gezeigten, rechteckigen Form auch ringsegmentförmig ausgestaltet sein kann.
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Aus der Zusammenschau der 1, 3, 4 und 5 geht hervor, dass das temperaturbeständige Versteifungselement 50 allgemein eine zu der Ausnehmung 42 geometrische (im geometrischen Sinne) Ähnlichkeit, also eine geometrisch ähnliche Form, aufweisen kann.
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Die Ausnehmung 42 kann allgemein neben der in 1 gezeigten Rechteckkontur auch eine Ringsegmentkontur aufweisen. Die Ringsegmentkontur der Ausnehmung 42 kann vorzugsweise konzentrisch zu der Öffnung 14 angeordnet sein, wodurch sich eine besonders homogene Krafteinleitung beim Ausüben der Klemmkraft F_K bzw. der Verstellkraft F_V ergibt.
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Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch das temperaturbeständige Versteifungselement 50, welches in der Ausnehmung 42 angeordnet ist und den Haltebereich 12, welcher auch als Befestigungsbereich bezeichnet werden kann, umgibt, mit der Verbundscheibe 10 ein Verbundsicherheitsglas (kurz: VSG) geschaffen ist, bei welcher ein temperatur- und kraftbedingtes Fließen des Folienelements 40 zumindest weitgehend unterbunden werden kann. Mit anderen Worten kann das Fließen des Folienelements 40 und damit ein durch das Fließen bedingter Glasbruch der Verbundscheibe 10 selbst bei gleichzeitiger Wirkung der Kräfte F_K, F_V und hoher Umgebungstemperaturen von beispielsweise mehr als 50 °C, wirksam vermieden werden.
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Das temperaturbeständige Versteifungselement 50, welches hinsichtlich dessen Größe und Form an die Kontur der Ausnehmung 42 angepasst sein kann, ermöglicht die gezielte Aufnahme der auf die Verbundscheibe 10 wirkenden Kräfte (Klemmkraft F_K, Verstellkraft F_V), wodurch eine Beschädigung der Verbundscheibe 10 wirksam vermieden werden kann.
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Zusammenfassend kann die Verbundscheibe 10 (Verbundsicherheitsglas) das Innenglas (erstes Scheibenelement 20) mit der Öffnung 14 in Form eines Lochs, insbesondere eines kreisrunden Lochs, und die auf dem Innenglas angeordnete Folie (Folienelement 40) umfassen, wobei die Folie mit der Ausnehmung 42 einen Ausschnitt (Aussparung) aufweisen kann, in welchem das temperaturbeständige Kunststoffteil 50 angeordnet sein kann. Das Loch (Öffnung 14) kann dabei von dem temperaturbeständigen Kunststoffteil 50 umgriffen sein. Das temperaturbeständige Kunststoffteil 50 kann allgemein in der Ausnehmung 42 der Folie auf dem Innenglas angebracht und von dem Außenglas (zweites Scheibenelemente 30) flächenbündig mit der Folie abgedeckt sein.
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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.
