DE102019217582A1

DE102019217582A1 - Beschlaggeschützte Fahrzeugscheibe

Info

Publication number: DE102019217582A1
Application number: DE102019217582.1A
Authority: DE
Inventors: Alexej Mielke
Original assignee: PSA Automobiles SA
Current assignee: STELLANTIS AUTO SAS, FR
Priority date: 2019-11-14
Filing date: 2019-11-14
Publication date: 2021-05-20

Abstract

Eine Verbundscheibe (1) für ein Fahrzeug umfasst eine Trägerscheibe (7), die wenigstens eine Mineralglasscheibe (8, 9) umfasst, und eine Folie (11) aus Polymermaterial. Einander zugewandte Oberflächen der Trägerscheibe (6) und der Folie (12) sind entlang einer geschlossenen Linie verbunden und auf einer von der geschlossenen Linie umgebenen Fläche durch eine Gasschicht (13) beabstandet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fensterscheibe für ein Fahrzeug. Die Fensterscheiben der Fahrgastzelle eines Fahrzeugs neigen unter ungünstigen Wetterbedingungen zum Beschlagen, d.h. zur Kondensation von Feuchtigkeit in Form von winzigen Tröpfchen, die die Sicht ins Freie beeinträchtigen und dadurch das Risiko erhöhen, dass das Fahrzeug in einen Unfall verwickelt wird. Es ist zwar möglich, den Beschlag durch Anblasen mit warmer Luft zu beseitigen, doch nimmt dies Zeit in Anspruch, während der die Sicht beeinträchtigt bleibt; außerdem kann die Beseitigung des Beschlags sich verzögern, wenn bei noch kaltem Motor keine Warmluft zur Verfügung steht.
In EP 2 095 981 A1 wird vorgeschlagen, zur Verhinderung der Beschlagbildung eine Fahrzeugfensterscheibe an der Innenseite mit einer Antibeschlagfolie zu überziehen. Derartige Folien können wirken, indem sie die sich niederschlagende Feuchtigkeit aufnehmen; es liegt aber auf der Hand, dass die Aufnahmekapazität einer solchen, typischerweise maximal einige 10 µm starken Folie begrenzt ist, und dass, wenn die Folie mit Wasser gesättigt ist, die Bildung von sichtbeeinträchtigendem Niederschlag auf der Oberfläche nicht mehr zu verhindern ist. Eine solche Sättigung kann insbesondere dann schnell auftreten, wenn die Folie keine ausreichende Gelegenheit zum Trocknen hat, z. B. weil bei nasskaltem Wetter mehrere kurze Fahrten durchgeführt werden, in denen die Fahrgastzelle nicht richtig warm wird.
Es besteht daher Bedarf nach weiteren Mitteln, um eine Beschlagbildung an einer Fahrzeugfensterscheibe zu verhindern.
Einer Ausgestaltung der Erfindung zufolge wird dieser Bedarf befriedigt durch eine Verbundscheibe mit wenigstens einer Trägerscheibe, die wenigstens eine Mineralglasscheibe umfasst, und einer wenigstens überwiegend aus Polymermaterial bestehenden Folie, bei der einander zugewandte Oberflächen der Trägerscheibe und der Folie entlang einer geschlossenen Linie verbunden sind und auf einer von der geschlossenen Linie umgebenen Fläche durch eine Gasschicht beabstandet sind. Die Gasschicht wirkt einerseits als eine Isolationsschicht, die es der Folie ermöglicht, eine deutlich höhere Temperatur anzunehmen als die Trägerscheibe, so dass, wenn die Verbundscheibe in einem Fahrzeug eingebaut ist, Kondensation auf der der Fahrgastzelle zugewandten Folie verhindert werden kann, obwohl die Temperatur der Trägerscheibe unter dem Taupunkt der Luft in der Fahrgastzelle liegt.
Typischerweise umfasst die Trägerscheibe wenigstens zwei Mineralglasscheiben und eine sich zwischen den Mineralglasscheiben erstreckende und mit diesen verklebte Polymerfolie.
Um Änderungen der Lufttemperatur in der Fahrgastzelle schnell folgen zu können, sollte die Folie eine freiliegende Oberfläche der Verbundscheibe bilden. Dies schließt nicht aus, dass die Folie z.B. eine entspiegelnde Beschichtung umfasst.
Wenn die Verbundscheibe in einem Fahrzeug eingebaut ist, sollte die Folie sich an ihrer dem Fahzeuginnern zugewandten Seite befinden. Deswegen ist die von der Folie gebildete freiliegende Oberfläche der Verbundscheibe vorzugsweise konkav gewölbt.
Um ein Eindringen von Feuchtigkeit in die Gasschicht zwischen der Trägerscheibe und der Folie zu verhindern, sollten die Trägerscheibe und die Folie entlang der geschlossenen Linie gasdicht verbunden sein, so dass die Gasschicht hermetisch eingeschlossen ist. Die Dicke der Gasschicht kann infolge der Nachgiebigkeit der Folie temperaturbedingt variieren.
Die besagte Linie kann insbesondere durch einen Dichtstreifen gebildet sein, an dem einerseits die Trägerscheibe und andererseits die Folie anliegt. So kann eine Gasschicht von auf der gesamten von der geschlossenen Linie umgebenen Fläche in etwa gleichbleibender Stärke erhalten werden, und Interferenzerscheinungen, die insbesondere an den Rändern der Gasschicht zwischen sich dicht gegenüberliegenden Oberflächen von Trägerscheibe und Folie auftreten könnten, werden vermieden.
Die Folie sollte eigensteif sein, um zu verhindern, dass kleine Kräfte, z.B. die eines Luftzuges, die Folie auslenken können, und eine im Wesentlichen gleichbleibende Stärke der Gasschicht auf der gesamten von der geschlossenen Linie umgebenen Fläche aufrechterhalten zu können.
Die Nachgiebigkeit der Folie sollte ausreichend sein, um sie aus einer entspannten Konfiguration, in der die Folie auf der von der geschlossenen Linie umgebenen Fläche durch die Gasschicht von der Trägerscheibe beabstandet ist, elastisch in eine Konfiguration auszulenken, in der die Folie die Trägerscheibe punktuell berührt. So kann die Folie zwar einem von außen einwirkenden Druck nachgeben, aber die Trägerscheibe begrenzt die mögliche Auslenkung der Folie, so dass diese nicht zu einer Beschädigung der Folie führen kann.
Um die nötige Eigensteife zu erreichen, sollte die Stärke der Folie wenigstens 1 mm betragen.
Damit auch durch unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten bedingte temperaturabhängige Verformungen nicht zu einem Kontakt von Folie und Trägerscheibe führen können, sollte die Stärke der Gasschicht in der entspannten Konfiguration 1 mm nicht unterschreiten.
Die Folie kann vollständig aus hydrophilem Material bestehen, wenigstens aber an ihrer von der Trägerscheibe angewandten Oberfläche ein hydrophiles Material aufweisen, um auch unter extremen Bedingungen, wenn trotz der isolierenden Gasschicht die Temperatur der Folie unter dem Taupunkt der an die Folie angrenzenden Luft liegt, die Bildung eines die Durchsicht behindernden Kondensats verhindern zu können.
In einem Fahrzeug dient die erfindungsgemäße Scheibe vorzugsweise als Front- oder Heckscheibe.
Die geschlossene Linie kann dann vorzugsweise in einem Randbereich der Verbundscheibe verlaufen, der von der Karosserie des Fahrzeugs unterstützt und daher zumindest vom Inneren des Fahrzeugs aus nicht zu sehen ist. So kann eine Einschränkung des Sichtfeldes der Fahrzeuginsassen vermieden werden.
Die Folie sollte eine einer Fahrgastzelle zugewandte Innenseite der Verbundscheibe bilden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:

1 eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Verbundscheibe; und
2 einen Schnitt durch einen Randbereich der in einem Fahrzeug montierten Verbundscheibe.

1 zeigt eine Draufsicht auf die Außenseite einer als Frontscheibe oder Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs ausgelegten Verbundscheibe 1 gemäß der Erfindung. Die Verbundscheibe 1 ist in etwa rechteckig oder trapezförmig, wobei obere und untere Ränder 2, 3 jeweils länger sind als seitliche Ränder 4. Die Verbundscheibe 1 ist entlang einer mittig zwischen den Rändern 2, 3 verlaufenden Schnittebene A deutlich gekrümmt, wobei eine konvexe Hauptoberfläche der Verbundscheibe 1 deren Außenseite und eine konkave Hauptoberfläche die Innenseite bildet. In einer zur Ebene A orthogonalen Ebene B kann die Verbundscheibe 1 im Schnitt geradlinig oder schwächer gekrümmt sein; in letzterem Fall ist auch in der Schnittebene B die Außenseite der Verbundscheibe 1 konvex und die Innenseite konkav.
Entlang der Ränder 2, 3, 4 erstreckt sich eine opake Beschichtung 5, die darunterliegende Komponenten verbirgt. Diese werden daher anhand eines in 2 gezeigten Schnitts durch einen Randbereich 6 der Verbundscheibe 1 erläutert. Dieser Schnitt kann entlang der Ebene A oder der Ebene B verlaufen; im Folgenden ist zwar der Einfachheit halber angenommen, dass die Schnittebene die Ebene B und der geschnittene Randbereich 6 benachbart zum oberen Rand 2 ist, der Aufbau der Scheibe ist aber an allen Rändern 2, 3, 4 derselbe.
Die Verbundscheibe 1 umfasst in an sich bekannter Weise eine starre Scheibe, hier als Trägerscheibe 7 bezeichnet, die aus zwei Mineralglasscheiben 8, 9 und einer an beiden Mineralglasscheiben 8, 9 flächig verklebten Zwischenschicht 10 aus einem glasklaren, zähen Polymermaterial zusammengesetzt ist. Die opake Beschichtung 5 ist an einer Innenseite, d.h. einer dem Fahrzeuginnern zugewandten Hauptoberfläche, der Trägerscheibe 7 angebracht.
Die opake Beschichtung 5 verdeckt einen Dichtstreifen 11, z.B. aus Silikon, der sich benachbart zu den Rändern 2, 3, 4 ringförmig über die Innenseite erstreckt. Der Dichtstreifen 11 ist auf einer Seite an der Trägerscheibe 7 und auf einer gegenüberliegenden Seite an einer steifen Folie 12 aus glasklarem Kunststoff verklebt. Die Folie 12 ist in gleicher Weise gekrümmt wie die Trägerscheibe 7, so dass der Dichtstreifen 11 zwischen beiden eine Gasschicht 13 einschließt, deren Stärke überall im Wesentlichen der des Dichtstreifens 11 entspricht. Das Gas der Schicht 13 kann trockene Luft oder ein anderes im wesentlichen wasserdampffreies, gering wärmeleitendes Gas sein; da der Dichtstreifen sich lückenlos um die Gasschicht 13 herum erstreckt, kann ein Entweichen des Gases oder das Eindringen von Feuchtigkeit in den Zwischenraum zwischen der Trägerscheibe 7 und der Folie 12 ausgeschlossen werden.
Die Stärke der Folie 12 beträgt zwischen 1 und 3 mm; eine solche Folie ist zwar einerseits in sich steif genug, um nicht unter ihrem eigenen Gewicht zu kollabieren, andererseits ist sie noch flexibel genug, um sie aus Flach- oder Rollenmaterial zuschneiden und passend zur Krümmung der Trägerscheibe 7 biegen zu können. Um die gekrümmte Folie 12 zu entspannen, kann sie kurzzeitig erhitzt werden. So kann ein langfristig dichter Kontakt des Dichtstreifens 11 mit der Trägerscheibe 7 und der Folie 12 sichergestellt werden.
Temperaturschwankungen führen zur Ausdehnung des Gases der Schicht 13. Infolge ihrer Flexibilität kann die Folie 12 der Ausdehnung nachgeben; bei einer Stärke der Gasschicht von ca. 1 mm genügt hierfür eine Auslenkung der Folie 12 um wenige 10 µm. Eine solche Auslenkung ist vernachlässigbar gegenüber anderen Deformationen der Folie, die beim Betrieb des Fahrzeugs auftreten können, z. B. wenn ein Benutzer einen Mautsticker an die Innenseite der Frontscheibe klebt. Die Auslenkung, die die Folie 12 bei Krafteinwirkung auf die Innenseite erfahren kann, ist begrenzt durch die Trägerscheibe 7; daher können auch kräftige Stöße von innen gegen die Frontscheibe die Folie 12 allenfalls dann beschädigen, wenn sie auch stark genug sind, um die Trägerscheibe 7 zu zerstören.
Eine weitere Dichtung 14 erstreckt sich weitgehend überlappend mit dem Dichtstreifen 11 zwischen der Innenseite der Folie 12 und einem Flansch 15 der Fahrzeugkarosserie. Der Flansch 15 kann Teil einer die seitlichen Ränder 4 flankierenden A-Säule oder einer den unteren Rand 3 abstützenden Stirnwand sein, im Fall der 2 bildet er die Vorderkante eines Dachs der Fahrgastzelle. Eine Stufe 16 zwischen dem Flansch 15 und einem Hauptteil 17 des Dachs ist so bemessen, dass das Hauptteil 17 die Außenseite der Trägerscheibe 7 bündig verlängert. Ein elastisches Profil 18 verläuft an der Innenseite der Folie 12 neben der Dichtung 14; eine über die Ränder 2, 3, 4 der Verbundscheibe 1 überstehende Lippe 19 des Profils 18 ist in Kontakt mit der Stufe 16 elastisch verformt, um Niederschlagswasser von der Dichtung 14 fernzuhalten. Einer Variante zufolge können die Abmessungen der Folie 12 und des Dichtstreifens 11 etwas kleiner sein als die der Trägerscheibe 7, so dass an deren Innenseite bzw. der darauf gebildeten opaken Beschichtung 5 Platz frei bleibt, um das Profil 18 direkt dort zu verkleben.
Die Folie 12 kann ein feuchtigkeitsabsorbierendes Polymermaterial enthalten, sollte aber vorzugsweise nicht vollständig daraus bestehen. Um zu verhindern, dass Feuchtigkeit durch die Folie 12 hindurch in die Gasschicht 13 diffundiert; sollte sie vielmehr wenigstens eine diffusionsdichte Schicht umfassen. Das feuchtigkeitsabsorbierende Polymermaterial kann dann an der von der Gasschicht 13 abgewandten Seite der Folie 12 vorgesehen sein.
Reflexionsmindernde Schichten können an allen Oberflächen der Folie 12 und der Trägerscheibe 7 vorgesehen sein, vorzugsweise an den geschützten Oberflächen, die an die Gasschicht 13 angrenzen.
Bezugszeichenliste

1.: Verbundscheibe
2.: (oberer) Rand
3.: (unterer) Rand
4.: (seitlicher) Rand
5.: Beschichtung
6.: Randbereich
7.: Trägerscheibe
8.: Mineralglasscheibe
9.: Mineralglasscheibe
10.: Zwischenschicht
11.: Dichtstreifen
12.: Folie
13.: Gasschicht
14.: Dichtung
15.: Flansch (der Fahrzeugkarosserie)
16.: Stufe
17.: Hauptteil (des Dachs)
18.: Profil
19.: Lippe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 2095981 A1 [0002]

Claims

Verbundscheibe (1) mit wenigstens einer Trägerscheibe (6), die wenigstens eine Mineralglasscheibe (8, 9) umfasst, und einer Folie (12) aus Polymermaterial, bei der einander zugewandte Oberflächen der Trägerscheibe (6) und der Folie (12) entlang einer geschlossenen Linie verbunden sind und auf einer von der geschlossenen Linie umgebenen Fläche durch eine Gasschicht (13) beabstandet sind.
Verbundscheibe nach Anspruch 1, bei der die Folie (12) eine freiliegende Oberfläche der Verbundscheibe (1) bildet.
Verbundscheibe nach Anspruch 2, bei der die von der Folie (12) gebildete freiliegende Oberfläche der Verbundscheibe (1) konkav gewölbt ist.
Verbundscheibe nach Anspruch 2 oder 3, bei der die Trägerscheibe (7) und die Folie (12) entlang der geschlossenen Linie gasdicht verbunden sind, um die Gasschicht (13) hermetisch einzuschließen.
Verbundscheibe nach Anspruch 2, 3 oder 4, bei der die Linie durch einen Dichtstreifen (11) gebildet ist, an dem einerseits die Trägerscheibe (7) und andererseits die Folie (12) anliegt.
Verbundscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Folie (12) eigensteif ist.
Verbundscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Folie (12) aus einer entspannten Konfiguration, in der sie auf der von der geschlossenen Linie umgebenen Fläche durch die Gasschicht (13) von der Trägerscheibe beabstandet ist, elastisch in eine Konfiguration auslenkbar ist, in der die Folie (12) die Trägerscheibe (7) punktuell berührt.
Verbundscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Folie (12) eine Stärke von wenigstens 1 mm aufweist.
Verbundscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Folie (12) wenigstens an ihrer von der Trägerscheibe (7) abgewandten Oberfläche ein hydrophiles Material aufweist.
Fahrzeug, das eine Verbundscheibe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere als Front- oder Heckscheibe, aufweist.
Fahrzeug nach Anspruch 10, bei der die Verbundscheibe (1) an einer ihrer Hauptoberflächen einen Randbereich (6) aufweist, der von der Karosserie (15) des Fahrzeugs unterstützt ist, und die geschlossene Linie in dem Randbereich (6) verläuft.
Fahrzeug nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (12) eine einer Fahrgastzelle zugewandte Innenseite der Verbundscheibe (1) bildet.