DE102020127235A1 - Verbundglas für kraftfahrzeug - Google Patents

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Tamas Gellert Bokor
Matthias Roubal
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Abstract

Bereitgestellt wird ein Verbundglas für ein Kraftfahrzeug. Das Verbundglas weist eine zu einer Außenseite des Kraftfahrzeugs weisende Glasschicht mit einem Transmissionsgrad von mindestens 70 % und eine reflektierende Schicht auf, die an einer einem Fahrzeuginnenraum und/oder der Außenseite des Kraftfahrzeugs zugewandten Seite der Glasschicht angeordnet ist und für einen Wellenlängenbereich von 400 nm bis 750 nm einen Reflexionsgrad von 20 % bis 80 % aufweist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbundglas für ein Kraftfahrzeug und das Kraftfahrzeug mit dem Verbundglas.
  • Im Fahrzeugbau, insbesondere im Automobilbau, werden zunehmend Fahrzeugdächer mit einer transparenten Fläche, insbesondere mit einer Glasfläche, unter anderem für ein verbessertes Raumerlebnis eingesetzt.
  • Es sind diverse Ausgestaltungen von Glasdächern bekannt. Diese umfassen Glasdachscheiben, die in einer Kassette in einem Loch im Fahrzeugdach montiert werden, bis hin zu Panoramascheiben, welche sich über das gesamte Fahrzeugdach erstrecken können, an einer Seitenwand des Fahrzeugs verklebt sind und auch strukturelle Funktionen übernehmen.
  • Von einer lateralen Ausbreitung der Glasscheiben abgesehen können diese auch unterschiedliche Querschnitte aufweisen, also z.B. in Einscheiben- oder Verbundsicherheitsglastechnik ausgeführt sein.
  • Es können auch diverse Gläser und Folien zur Tönung, Beleuchtung und Bruchsicherheit der Glasscheibe eingesetzt werden.
  • Bei einem Glasdach, welches über einem gesamten Innenraum des Fahrzeugs aufgespannt ist, konkurrieren mehrere Anforderungen miteinander. Regelmäßig wird eine starke Tönung, z.B. 1 % bis 10 % Durchsicht bei 90 % Absorption, bereitgestellt, die durch eine Folie oder die Glasscheibe selbst erreicht wird.
  • So kann ein Großteil einer Sonnenlichteinstrahlung sowohl im sichtbaren als auch im Hitzewellenlängenbereich aus dem Fahrzeuginnenraum ferngehalten werden. Gleichzeitig erlaubt eine solche Ausgestaltung der Glasscheibe eine Durchsicht für Fahrzeuginsassen, so dass ein Himmel über dem Auto von den Fahrzeuginsassen wahrgenommen werden kann.
  • Glasdächer führen jedoch zu einem im Vergleich zu herkömmlichen, d.h. nicht transparenten, Dächern stärkeren Aufheizen eines Fahrzeuginnenraums. Deshalb kommen zumeist Rollos oder Schiebehimmel zum Einsatz, die eine Verschattung der transparenten Fläche ermöglichen.
  • So zeigt die DE 10 2009 038 187 A1 ein Kraftfahrzeug mit einer Panoramascheibe, einem ausziehbaren Rollo, insbesondere einem Sonnenrollo, zur Abdeckung der Scheibe und wenigstens einem Stützträger zur Abstützung des wenigstens teilweise ausgezogenen Rollos gegen die Scheibe, wobei der Stützträger relativ zu dem Rollo beweglich an der Scheibe geführt ist.
  • Die EP 1 285 794 A1 betrifft eine Sonnenrollovorrichtung zur Anordnung unter einem transparenten Dachbereich eines Fahrzeugs, insbesondere einer Limousine oder eines Coupes, wobei eine Sonnenrolloeinheit eine an seitlichen Führungen des Fahrzeugdaches verschiebbar geführte Wickelwelle aufweist, die zwischen einer insbesondere abgesenkten heckseitigen Ablagestellung und zumindest einer von der Ablagestellung beabstandeten Funktionsstellung unter dem transparenten Dachbereich verstellbar ist. Vorzugsweise ist eine Antriebseinrichtung zum Aus- und Einfahren einer auf der Wickelwelle angeordneten Rollobahn, die eine mit der Wickelwelle verschiebbare Einheit bildet, und eine Antriebseinrichtung zum Verschieben der Wickelwelle vorgesehen, die karosseriefest gelagert ist und mit den die Wickelwelle lagernden Gleitelementen über drucksteife Antriebselemente, insbesondere Antriebskabel, verbunden ist.
  • Diese Systeme haben den Nachteil, dass sie über den Köpfen der Fahrzeuginsassen relativ viel Bauraum benötigen. Bei Glasscheiben, insbesondere bei Panoramadächern, fehlt aber zum einen wegen einer Karosseriestruktur über einer Fahrzeugtür und zum anderen wegen einer starken Biegung des Fahrzeugdachs und eines „Durchsackens“ eines beidseitig in Fahrzeugbreitenrichtung aufgespannten Rollos in der Regel der Platz über dem Kopf der Fahrzeuginsassen für ein solches Dachrollo.
  • Aus dem Stand der Technik sind auch Systeme bekannt, die eine bauraumoptimierte Vorrichtung zum Verschatten aufweisen.
  • Dies sind zumeist Glasaufbauten. So zeigt die WO 2013/127563 A1 eine Verbundscheibe mit Sonnenschutz- und Wärmeschutzfunktion mit einer Außenscheibe mit einer Außenfläche und einer Innenfläche, einer Innenscheibe mit einer Außenfläche und einer Innenfläche und einer thermoplastischen Zwischenschicht. Die Verbundscheibe umfasst eine Sonnenschutzbeschichtung mindestens auf der Innenfläche, auf der Außenfläche oder in der thermoplastischen Zwischenschicht, und eine Wärmeschutzbeschichtung auf der Innenfläche, wobei die Sonnenschutzbeschichtung mindestens eine funktionelle Schicht umfasst, die zumindest Silber enthält, und wobei die Wärmeschutzbeschichtung mindestens eine funktionelle Schicht umfasst, die zumindest ein Metall aus der Gruppe bestehend aus Niob, Tantal, Molybdän und Zirkonium enthält.
  • Die WO 2016/184732 A1 betrifft eine Scheibe zur Abtrennung eines Innenraums von einer äußeren Umgebung, die ein Substrat, eine Wärmestrahlung reflektierende Beschichtung auf der innenraumseitigen Oberfläche des Substrats, welche mindestens eine funktionelle Schicht enthaltend ein transparentes leitfähiges Oxid aufweist und deren oberste Schicht Siliziumdioxid enthält, und ein polymeres Befestigungs- oder Dichtelement auf der Wärmestrahlung reflektierenden Beschichtung umfasst.
  • Weiterhin sind Glasaufbauten bekannt, die bei einer Durchsicht bzw. einer Transmission im sichtbaren Wellenlängenbereich von 1 % einen senkrechten Reflexionsanteil beim Blick auf Glas von 10 % aufweisen, der bei flacheren Blickwinkeln größer wird.
  • Dadurch ist eine Umgebung des Fahrzeugs für die Fahrzeuginsassen um ein Vielfaches schwieriger wahrzunehmen als Spiegelungen, die von einem Fahrzeuginterieur, insbesondere von hellen Bezügen, Displays und Leuchten, hervorgerufen werden.
  • Die Spiegelungen auf der Innenseite des Fahrzeugdachs sind für Fahrzeuginsassen störend, wobei diese durch relativ flache Blickwinkel auf die Glasscheibe, wie von den Fahrzeugsitzen aus, verstärkt werden.
  • Die starke Tönung des Glasaufbaus führt dazu, dass sich die Glasscheibe des Glasaufbaus aufheizt und die Hitze, insbesondere im Stand ohne kühlenden Fahrtwind, in Richtung Fahrzeuginnenraum in der Form von Wärmestrahlung und Konvektion abgegeben wird.
  • Die Köpfe der Fahrzeuginsassen sind besonders nahe an dieser Hitzequelle angeordnet, was zu Komforteinbußen führt.
  • Vor dem Hintergrund dieses Standes der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Vorrichtung anzugeben, welche geeignet ist, zumindest die oben genannten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
  • Danach wird die Aufgabe durch ein Verbundglas für ein Kraftfahrzeug gelöst, das eine zu einer Außenseite des Kraftfahrzeugs weisende Glasschicht mit einem Transmissionsgrad von mindestens 70 % und eine reflektierende Schicht aufweist, die an einer einem Fahrzeuginnenraum und/oder der Außenseite des Kraftfahrzeugs zugewandten Seite der Glasschicht angeordnet ist und für einen Wellenlängenbereich von 400 nm bis 750 nm einen Reflexionsgrad von 20 % bis 80 %, insbesondere von 40 % bis 60 %, aufweist.
  • Vorgeschlagen wird demnach ein Verbundglas, welches am Kraftfahrzeug einzusetzen ist. Dieses weist als die zu der Außenseite des Kraftfahrzeugs weisende Glasschicht, d.h. als Außenglas, ein Klarglas mit einer Transmission von größer oder gleich 70 % auf. Auf seiner zum Fahrzeuginneren bzw. zum Fahrzeuginnenraum gerichteten Seite des Klarglases ist dieses teilverspiegelt. Das Klarglas weist demnach einen Reflexionsgrad von 20 % bis 80 %, insbesondere von 40 % bis 60 %, weiter bevorzugt 50 %, für den Wellenlängenbereich von 400 nm bis 750 nm, d.h. für sichtbares Licht, auf.
  • Die reflektierende Schicht kann einen Reflexionsgrad von mindestens 95 % für einen Wellenlängenbereich von 750 nm bis 2500 nm aufweisen.
  • Die reflektierende Schicht kann also für den Bereich von 750 nm bis 2500 nm, d.h. für infrarotes Licht bzw. Wärmestrahlung, nahezu komplett verspiegelt sein.
  • Das Verbundglas kann eine Klebefolie aufweisen, die an der dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Seite der Glasschicht angeordnet ist.
  • Die Klebefolie und/oder die Glasschicht selbst kann/können die reflektierende Schicht aufweisen. Die reflektierende Schicht kann zusätzlich oder alternativ als eine separate Schicht ausgeführt sein, die zwischen der Klebefolie und der Glasschicht, zwischen der Klebefolie und der weiteren Glasschicht und/oder an der der Außenseite des Kraftfahrzeugs zugewandten Seite der Glasschicht angeordnet ist. Die reflektierende Schicht kann insbesondere vor einer die Tönung aufweisenden Schicht, also der Klebefolie und/oder der weiteren Glasschicht, angeordnet sein.
  • Mit anderen Worten, hinter dem Außenglas kann eine Klebefolie folgen, welche selber, ggf. anstatt des Außenglases, auf ihrer Außenseite die Verspiegelung aufweisen kann.
  • Die Klebefolie kann im Wellenlängenbereich von 400 nm bis 750 nm einen Transmissionsgrad von 1 % bis 15 %, insbesondere von 5 % bis 10 %, aufweisen.
  • Das heißt, die Klebefolie kann stark getönt sein und den Transmissionsgrad von 1 % bis 15 %, insbesondere von 5 % bis 10 %, im sichtbaren Wellenlängenbereich aufweisen.
  • Das Verbundglas kann an einer einem Fahrzeuginnenraum zugewandten Seite der Klebefolie eine weitere Glasschicht aufweisen, die im Wellenlängenbereich von 400 nm bis 750 nm einen Transmissionsgrad von 1 % bis 15 %, insbesondere von 5 % bis 10 %, aufweist.
  • Zusätzlich zur Klebefolie kann demnach ein Innenglas vorgesehen sein. Das Innenglas kann zusätzlich oder alternativ zur Klebefolie stark getönt sein, d.h. den Transmissionsgrad von 1 % bis 15 %, insbesondere von 5 % bis 10 %, im sichtbaren Wellenlängenbereich aufweisen.
  • Das Verbundglas kann an der dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Seite der Klebefolie und/oder an einer dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Seite der weiteren Glasschicht im Wellenlängenbereich von 400 nm bis 750 nm entspiegelt sein.
  • Mit anderen Worten, an der Innenseite des Innenglases und/oder an der Innenseite der Klebefolie, insbesondere wenn kein Innenglas vorgesehen ist, kann eine sog. Antireflexbeschichtung vorgesehen sein. Die Antireflexbeschichtung (kurz AR-Beschichtung) unterdrückt die Reflexion der jeweiligen Innenseite des Verbundglases zumindest im sichtbaren Wellenlängenbereich und erhöht deren Transmissionsgrad.
  • Bei dem Verbundglas kann es sich um ein Sicherheitsglas handeln. Das Verbundglas kann dann als Verbund-Sicherheitsglas (kurz VSG) bezeichnet werden. Bei mechanischer Überbeanspruchung des Verbund-Sicherheitsglases bleibt dessen Struktur durch die Klebefolie trotz Glassprung, insbesondere zumindest zeitweise, erhalten.
  • Die Klebefolie kann auch als Klebeschicht bezeichnet werden. Die Klebefolie kann Polyvinylbutyral aufweisen oder daraus bestehen.
  • Zusammengefasst kann durch das Vorsehen des oben beschriebenen Verbundglases ein im Verhältnis zum Stand der Technik größerer Teil einer Gesamtenergie einer auf das Kraftfahrzeug einwirkenden Sonneneinstrahlung aus dem Fahrzeuginnenraum ferngehalten werden. Zudem heizen sich die Scheiben des Kraftfahrzeugs im Vergleich zum Stand der Technik nicht so stark auf. Damit heizt sich auch der Fahrzeuginnenraum weniger stark auf.
  • Durch den Einsatz der Tönung unterhalb der verhältnismäßig starken Teilverspiegelung kann die Auswirkung der Teilverspiegelung für die Insassen reduziert werden, da die Reflexion von aus dem Fahrzeuginnenraum kommenden Lichtstrahlen zurück in Richtung Fahrzeuginnenraum zweimal durch die Tönung abgemildert wird, d.h. beim Auftreffen des Lichtstrahls aus dem Innenraum und nach der Reflexion passiert der Lichtstrahl die getönte Schicht zweimal.
  • Die Entspiegelung auf der Innenseite verstärkt diesen positiven Effekt, denn auf dieser Oberfläche kann der Reflexionsgrad bei einem Einsatz gängiger Gläser ohne eine solche Antireflexbeschichtung ca. 10 % betragen.
  • Ferner wird ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftwagen, bereitgestellt. Das Kraftfahrzeug weist das oben beschriebene Verbundglas auf.
  • Das Kraftfahrzeug kann ein Dach, ein Seitenfenster, eine Frontscheibe und/oder eine Heckscheibe mit dem Verbundglas aufweisen.
  • Das oben mit Bezug zum Verbundglas Beschriebene gilt analog auch für das Kraftfahrzeug und vice versa.
  • Nachfolgend wird eine Ausführungsform mit Bezug zu 1 beschrieben.
    • 1 zeigt im Querschnitt schematisch einen Aufbau eines Verbundglases für ein Kraftfahrzeug.
  • Wie 1 zu entnehmen ist, weist das Verbundglas 1 für das Kraftfahrzeug zwei Glasschichten 2, 4 und eine zwischen den beiden Glasschichten 2, 4 angeordnete Klebefolie 3 auf.
  • Bei dem Verbundglas 1 handelt es sich vorliegend um ein Verbund-Sicherheitsglas, da die Klebefolie 3 die beiden Glasschichten 2, 4 derart miteinander verbindet, dass eine Struktur des Verbundglases 1 bei einer mechanischen Überbeanspruchung, d.h. bei einem Glassprung einer oder beider der beiden Glasschichten 3, 4, erhalten bleibt. Eine Splitterbildung wird durch die Klebefolie 3 verhindert.
  • Das Verbundglas 1 kann an einem Dach, einem Seitenfenster, einer Frontscheibe und/oder einer Heckscheibe des Kraftfahrzeugs zum Einsatz kommen.
  • Die in 1 oben angeordnete Glasschicht 2 ist ein Außenglas, d.h. sie ist im verbauten Zustand des Verbundglases 1 einer Außenseite des Kraftfahrzeugs zugewandt und damit einer Sonneneinstrahlung ausgesetzt.
  • Die in 1 unten angeordnete Glasschicht 4 ist ein Innenglas, d.h. sie ist im verbauten Zustand des Verbundglases 1 einer Innenseite bzw. einem Fahrzeuginnenraum des Kraftfahrzeugs zugewandt und damit einer Einstrahlung von Licht, z.B. erzeugt von Displays, aus dem Fahrzeuginnenraum ausgesetzt.
  • Die äußere Glasschicht 2 weist vorliegend für das auf die äußere Glasschicht 2 einwirkende Licht, insbesondere Sonnenlicht, einen Transmissionsgrad von mindestens 70 % auf.
  • Zudem weist die äußere Glasschicht 2 an ihrer Innenseite, d.h. an der Seite, an der die Klebefolie 3 angeordnet ist, eine reflektierende Schicht auf.
  • Die reflektierende Schicht ist ausgestaltet, das auf die äußere Glasschicht 2 einwirkende Licht in einem Wellenlängenbereich von 400 nm bis 750 nm mit einem Reflexionsgrad von 20 % bis 80 %, insbesondere von 40 % bis 60 %, weiter bevorzugt 50 %, zu reflektieren.
  • Die reflektierende Schicht ist zudem ausgestaltet, das auf die äußere Glasschicht 2 einwirkende Licht in einem Wellenlängenbereich von 750 nm bis 2500 nm mit einem Reflexionsgrad von mindestens 95 % zu reflektieren.
  • Denkbar wäre auch, dass die Klebefolie 3 die reflektierende Schicht an ihrer der äußeren Glasscheibe 2 zugewandten Seite aufweist.
  • Durch die reflektierende Schicht wird ein Großteil des auf die äußere Glasschicht 2 einwirkenden Lichtes zur Fahrzeugaußenseite reflektiert, so dass ein Aufheizen des Fahrzeuginnenraums minimiert wird.
  • Die Klebefolie 3 und die innere Glasschicht 4 weisen im Wellenlängenbereich von 400 nm bis 750 nm, d.h. im sichtbaren Bereich, jeweils einen Transmissionsgrad von 1 % bis 15 %, insbesondere von 5 % bis 10 %, auf, so dass diese zwar getönt sind, aber für die Fahrzeuginsassen eine Durchsicht durch das Verbundglas 1 möglich ist.
  • Um eine Spiegelung von Licht, das ausgehend von dem Fahrzeuginnenraum auf das Verbundglas 1, insbesondere auf die innere Glasschicht 4, einwirkt, zu minimieren, weist die innere Glasschicht 4 zusätzlich zu der oben beschriebenen Tönung vorliegend eine Antireflexbeschichtung an deren Innenseite auf.
  • Das heißt, das Verbundglas 1 weist an der dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Seite der inneren Glasschicht 4 eine im Wellenlängenbereich von 400 nm bis 750 nm entspiegelte Schicht auf.
  • Denkbar ist auch, sollte keine innere Glasschicht 4 vorgesehen sein, dass die Klebeschicht 3 an ihrer dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Seite, d.h. der von der äußeren Glasschicht 2 abgewandten Seite, die Antireflexbeschichtung aufweist.
  • Denkbar ist auch, dass die reflektierende Schicht als separate Schicht ausgeführt ist. Diese separate Schicht kann an einer der Außenseite des Kraftfahrzeugs zugewandten Seite der äußeren Glasschicht 2 angeordnet sein. Die separate Schicht kann aber auch an der dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Seite der äußeren Glasschicht 2, insbesondere vor einer die oben beschriebenen Tönung aufweisenden Schicht, angeordnet sein.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Verbundglas
    2
    äußere Glasschicht
    3
    Klebefolie
    4
    innere Glasschicht
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102009038187 A1 [0009]
    • EP 1285794 A1 [0010]
    • WO 2013/127563 A1 [0013]
    • WO 2016/184732 A1 [0014]

Claims (10)

  1. Verbundglas (1) für ein Kraftfahrzeug, - wobei das Verbundglas (1) eine zu einer Außenseite des Kraftfahrzeugs weisende Glasschicht (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass - die Glasschicht (2) einen Transmissionsgrad von mindestens 70 % aufweist, und - das Verbundglas (1) eine reflektierende Schicht aufweist, die an einer einem Fahrzeuginnenraum und/oder der Außenseite des Kraftfahrzeugs zugewandten Seite der Glasschicht (2) angeordnet ist und für einen Wellenlängenbereich von 400 nm bis 750 nm einen Reflexionsgrad von 20 % bis 80 % aufweist.
  2. Verbundglas (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die reflektierende Schicht einen Reflexionsgrad von mindestens 95 % für einen Wellenlängenbereich von 750 nm bis 2500 nm aufweist.
  3. Verbundglas (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundglas (1) eine Klebefolie (3) aufweist, die an der dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Seite der Glasschicht (2) angeordnet ist.
  4. Verbundglas (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebefolie (3) im Wellenlängenbereich von 400 nm bis 750 nm einen Transmissionsgrad von 1 % bis 15 % aufweist.
  5. Verbundglas (1) nach Anspruche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundglas (1) an einer einem Fahrzeuginnenraum zugewandten Seite der Klebefolie (3) eine weitere Glasschicht (4) aufweist, die im Wellenlängenbereich von 400 nm bis 750 nm einen Transmissionsgrad von 1 % bis 15 % aufweist.
  6. Verbundglas (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundglas (1) an der dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Seite der Klebefolie (3) und/oder an einer dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Seite der weiteren Glasschicht (4) im Wellenlängenbereich von 400 nm bis 750 nm entspiegelt ist.
  7. Verbundglas (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass - die Klebefolie (3) und/oder die Glasschicht (2) die reflektierende Schicht aufweist/aufweisen, und/oder - die reflektierende Schicht als eine separate Schicht ausgeführt ist, die zwischen der Klebefolie (3) und der Glasschicht (2), zwischen der Klebefolie (3) und der weiteren Glasschicht (4) und/oder an der der Außenseite des Kraftfahrzeugs zugewandten Seite der Glasschicht (2) angeordnet ist.
  8. Verbundglas (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundglas (1) ein Sicherheitsglas ist.
  9. Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug das Verbundglas (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 aufweist.
  10. Kraftfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug ein Dach, ein Seitenfenster, eine Frontscheibe und/oder eine Heckscheibe mit dem Verbundglas (1) aufweist.
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