DE102020206192A1

DE102020206192A1 - Fahrzeugfenster sowie Fahrzeug mit einem solchen

Info

Publication number: DE102020206192A1
Application number: DE102020206192.0A
Authority: DE
Inventors: Florian Waldow; Roland Hacker; Antonio Di Leo
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2020-05-18
Filing date: 2020-05-18
Publication date: 2021-11-18

Abstract

Vorgeschlagen wird u.a. ein Fahrzeugfenster (2) mit einem Verbund-Sicherheits-Glas, welches eine erste, äußere Glasscheibe (3) und eine zweite, innere Glasscheibe (4) umfasst, die mittels einer durchsichtigen und reißfesten Kunststofffolie (5) unter Wärmeeinwirkung untereinander verbunden sind. Vorteilhaft ist vorgesehen, dass die erste, äußere Glasscheibe (4) aus einem ungehärteten oder nicht vorgespannten Floatglas und die zweite, innere Glasscheibe (4) aus einem teilvorgespannten Glas besteht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugfenster nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 der Erfindung. Gemäß Anspruch 4 der Erfindung betrifft dieselbe ferner ein Fahrzeug mit einem solchen Fahrzeugfenster.
Aus der Praxis ist es bekannt, mittels besonderer Glasbehandlungstechniken an sich bekanntes für die Fahrzeugverglasung vorgesehenes Floatglas, bei dem es sich um ein nach einem an sich bekannten Floatglasverfahren hergestelltes Flachglas handelt, bezüglich der Aspekte Passantensicherheit und Insassensicherheit weiter zu behandeln.
So ist seit geraumer Zeit sogenanntes Einscheiben-Sicherheits-Glas (ESG) bekannt, welches nach DIN EN 12150-1 thermisch vorgespannt ist. Hierbei wird das Glas oberhalb einer Transformationstemperatur auf etwa 630 °C erhitzt und anschließend mittels kalter Luft rasch abgekühlt. Dadurch entstehen in der Oberfläche des Glases Druckspannungen und im Glasvolumen Zugspannungen. Die Druckspannungen an der Oberfläche des Glases bewirken bei mechanischer Beschädigung ein erschwertes Risswachstum. Werden jedoch die Risse zu tief und treten in die Zugspannungszone des Glases ein, werden schlagartig die sozusagen „eingefrorenen“ Spannungen freigesetzt und das Glas zerfällt in kleine Krümel. Derartige Glasscheiben werden u.a. bei Fahrzeugseitenscheiben eingesetzt. Eher ungeeignet ist Einscheiben-Sicherheits-Glas für den Einsatz an Windschutz- bzw. Frontscheiben, da schon ein kleiner Steinschlag die Durchsicht durch die Scheibe maßgeblich behindern oder dieselbe total zerstören könnte.
Ferner ist bereits sogenanntes teilvorgespanntes Glas (TVG) bekannt, welches nach DIN EN 1863-1 thermisch vorgespannt ist. Die Vorspannung ist in diesem Fall jedoch nicht so hoch eingestellt, wie bei Einscheiben-Sicherheits-Glas und weist demnach ein im Hinblick auf Einscheiben-Sicherheits-Glas anderes Bruchverhalten auf. Die Scheibe ist jedoch fester als herkömmliches Floatglas und bricht mit langen Rissen, die von der Störstelle, beispielsweise infolge eines Steinschlages, bis zum Rand des Glases verlaufen.
Des Weiteren ist sogenanntes Verbund-Sicherheits-Glas bekannt, welches nach DIN EN ISO 12543-1 /-2 /-3 ein Laminat aus abwechselnden Schichten Glas und Kunststofffolie, wie beispielsweise Polyvinylbutyral (PVB), besteht, welche infolge Wärmeinwirkung untereinander verbunden, sozusagen „verbacken“ werden. Bei Bruch eines derartigen Verbund-Sicherheits-Glases sollen die sich ausbildenden Glassplitter oder -scherben an der Folie haften bleiben (vgl. dazu auch „WIKIPEDIA die freie Enzyklopädie“; Suchbegriff: Flachglas; https://de.wikipedia.org/wiki/Flachglas).
Darüber hinaus ist aus der DE 10 2018 107 143 A1 ein Fahrzeugfenster mit einer chemisch gehärteten bzw. vorgespannten Scheibe bekannt. Hierbei soll eine ähnliche Verteilung von Zug- und Druckspannungen wie bei einem thermisch gehärteten Glas erzielt werden. Zum chemischen Härten bzw. Vorspannen wird normal gekühltes Glas für mehrere Stunden in eine hochtemperierte (ca. 420 °C) Salzlösung beziehungsweise Salzschmelze getaucht. Dabei findet in der Glasoberfläche ein gewünschter lonenaustausch statt. Dieser Effekt kann durch Anlegen einer Spannung erhöht werden. Großvolumige Salz-Ionen werden gegen kleinvolumige Glas-Ionen ausgetauscht, wodurch in der Oberfläche eine Druckspannung entsteht. Der Spannungsverlauf zeigt eine stärkere Steigung als bei thermisch vorgespanntem Sicherheitsglas. Im Falle eines Glasbruches ist jedoch kein Krümelbruch zu verzeichnen. Im Gegensatz zu thermisch gehärteten Gläsern weisen chemisch gehärtete Gläser eine höhere Flexibilität aus, da nur die Oberfläche gespannt ist und nicht die gesamte Scheibe. Zudem ist die behandelte Oberfläche besonders kratzfest. Aufgrund dieser Eigenschaften ist chemisch gehärtetes Glas besonders zur Prävention von Steinschlägen geeignet. Die (Kratz-)Festigkeit der Oberfläche geht proportional mit der Bruchfestigkeit des gesamten Glases einher und kann durch eine längere Verweildauer erhöht werden.
Es besteht die Erkenntnis, dass eine erhöhte Festigkeit einer Scheibe zwar zur Prävention von Steinschlägen wünschenswert ist, jedoch besagte erhöhte Festigkeit auch mit einer erhöhten Verletzungsgefahr eines Unfallopfers, insbesondere eines Passanten, der mit insbesondere seinem Kopf auf eine gehärtete bzw. vorgespannte Windschutzscheibe eines Fahrzeugs aufschlägt, einhergeht. Um diesem nachteiligen Umstand zu begegnen, nämlich eine Scheibe zu schaffen, welche den gegensätzlichen Ansprüchen von Passanten und Fahrzeuginsassen dahingehend Rechnung trägt, dass zum einen die Belastung des Kopfes eines auf eine Windschutzscheibe auftreffenden Passanten wirkungsvoll minimiert und zum anderen im Hinblick auf einen Steinschlag eine ausreichend hohe Festigkeit der Scheibe zu verzeichnen ist, wird mit der DE 10 2018 107 143 A1 im Besonderen eine chemisch gehärtete bzw. vorgespannte Scheibe vorgeschlagen, welche in einem oder mehreren einzelnen Bereichen ungehärtet ist und dadurch in diesen Bereichen keine Oberflächendruckspannungen aufweist. Im Falle eines Aufpralles eines Passanten neigen diese Bereiche eher zum Bruch, so dass die Aufprallenergie in die Scheibe eingeleitet wird und der Kopf des Passanten potentiell weniger geschädigt wird. Demgegenüber sind noch eine ausreichende Anzahl von gehärteten Bereichen der Scheibe zu verzeichnen, die einem Steinschlag Stand halten können.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein im Hinblick auf den Stand der Technik ( DE 10 2018 107 143 A1 ) alternatives Fahrzeugfenster zu schaffen, welches bei minimierten Kosten zur Herstellung eines Fahrzeugfensters einen ausgewogenen Kompromiss des oben beschriebenen Zielkonfliktes zwischen Passantensicherheit und Insassensicherheit bietet. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Fahrzeug mit einem solchen Fahrzeugfenster zur Verfügung zu stellen.
Ausgehend von einem Fahrzeugfenster mit einem Verbund-Sicherheits-Glas, welches eine erste, äußere Glasscheibe und eine zweite, innere Glasscheibe umfasst, die mittels einer durchsichtigen und reißfesten Kunststofffolie unter Wärmeeinwirkung untereinander verbunden sind, wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass die erste, äußere Glasscheibe aus einem ungehärteten oder nicht vorgespannten Floatglas und die zweite, innere Glasscheibe aus einem teilvorgespannten Glas besteht.
Im Hinblick auf das besagte Verbund-Sicherheits-Glas ist mittels der ersten, äußeren, d.h. mittels der nach Fahrzeug-außen gerichteten ungehärtete Glasscheibe im Verbund-Sicherheits-Glas eine definierte Sollbruchstelle und demgemäß eine Schwächung des Verbund-Sicherheits-Glases bewirkt, welche eine optimale Energieaufnahme bei einem Kopfaufschlag eines Passanten gewährleistet. Durch Bruch der ersten, äußeren Glasscheibe in größere, jedoch noch an der Kunststofffolie anhaftende Scherben, welche noch eine gewisse Durchsicht des Fahrzeuginsassen, insbesondere Fahrzeugführers, durch die gebrochene Scheibe gewährleisten, wird vorteilhaft die Anstoßkraft des Kopfes weitestgehend schonend für den betreffenden Passanten abgebaut.
Die zweite, innere, d. h. die dem Fahrzeuginsassen zugwandte aus einem teilvorgespannten Glas bestehende Glasscheibe gewährleistet den Schutz derselben vor insbesondere Steinschlag, wobei die Scheibe bei beispielsweise Steinschlag mit langen Rissen bricht, die von der Störstelle bis zum Rand des Glases verlaufen und ebenfalls an der Kunststofffolie anhaften bleiben und eine gewisse Durchsicht des Fahrzeuginsassen, insbesondere Fahrzeugführers, durch die gebrochene Scheibe gewährleisten.
Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.
Danach kann das teilvorgespannte Glas thermisch oder chemisch gehärtet oder vorgespannt sein, je nachdem, welche konkreten Eigenschaften erreicht werden sollen.
Wie die Erfindung weiter vorsieht, bildet das besonders zusammengesetzte Verbund-Sicherheits-Glas bevorzugt eine Windschutzscheibe eines Fahrzeugs aus, um sowohl im Hinblick auf insbesondere einen etwaigen Frontalaufprall eines Passanten als auch im Hinblick auf insbesondere einen Steinschlag alle oben beschriebenen diesbezüglichen Vorteile des Verbund-Sicherheits-Glases nutzen zu können. Selbstverständlich kann es auch von Vorteil sein, ein derart besonders zusammengesetztes Verbund-Sicherheits-Glas für andere Verglasungen an einem Fahrzeug zum Einsatz zu bringen, welches demnach durch die Erfindung mit erfasst ist.
Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug mit einem Fahrzeugfenster der vorbeschriebenen Art.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Sie ist jedoch nicht auf dieses beschränkt, sondern erfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen. Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung soll die übliche Fahrtrichtung eines Kraftfahrzeugs mit „-x“ („minus x“), die Richtung entgegen seiner üblichen Fahrtrichtung mit „+x" („plus x“), ausgehend von der üblichen Fahrtrichtung (-x) die Richtung in der Horizontalen quer zur x-Richtung nach rechts gesehen mit „+y“, ausgehend von der üblichen Fahrtrichtung (-x) die Richtung in der Horizontalen quer zur x-Richtung nach links gesehen mit „-y“, die Richtung in der Vertikalen quer zur x-Richtung nach oben gesehen mit „+z“, und die Richtung in der Vertikalen quer zur x-Richtung nach unten gesehen mit „-z“ bezeichnet werden. Diese Bezeichnungsweise der Raumrichtungen in kartesischen Koordinaten entspricht dem in der Kraftfahrzeugindustrie allgemein verwendeten Koordinatensystem. Überdies werden Begriffe wie „vorne“, „hinten“, „oben“ „unten“ sowie Begriffe mit ähnlichem Bedeutungsinhalt einschließlich der Begriffe „rechts“ und „links“ in der Weise verwendet, wie sie zur Richtungsbezeichnung an einem Kraftfahrzeug üblicherweise gebraucht werden. Es zeigen:

1 äußerst schematisch eine Seitenansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Fahrzeugs, und
2 eine Schnittdarstellung eines erfindungswesentlichen Fahrzeugfensters des Fahrzeugs nach 1.

1 zeigt ein Fahrzeug 1, vorliegend beispielgebend einen Personenkraftwagen, welcher Fahrzeugfenster 2 in Form einer Windschutzscheibe 2a, mehrerer Seitenscheiben 2b und einer Heckscheibe 2c aufweist. Zumindest das Fahrzeugfenster 2 in Form der Windschutzscheibe 2a ist durch ein Verbund-Sicherheits-Glas (VSG) gebildet, welches in eine vordere Fensteröffnung des Fahrzeugs 1 eingesetzt und bevorzugt randseitig mit der Karosserie des Fahrzeugs 1 verklebt ist.
Das Verbund-Sicherheits-Glas umfasst gemäß 2 eine erste, äußere Glasscheibe 3 und eine zweite, innere Glasscheibe 4. Mittels einer durchsichtigen und reißfesten Kunststofffolie 5 sind die beiden Glasscheiben 3 und 4 unter Wärmeeinwirkung untereinander verbunden respektive „verbacken“, so dass mittels der Kunststofffolie 5 eine Verklebung zwischen den Glasscheiben 3 und 4 bewirkt ist. Die Kunststofffolie 5 kann beispielsweise aus Polyvinylbutyral (PVB) bestehen.
Die erste, äußere Glasscheibe 3 besteht aus einem ungehärteten bzw. nicht vorgespannten Floatglas. In Abhängigkeit des fahrzeugbezogenen Designs hat die erste, äußere Glasscheibe 3 gegebenenfalls noch eine bestimmte Formgebung erfahren. Die zweite, innere Glasscheibe 4 besteht aus einem teilvorgespannten Glas (TVG) mit bevorzugt einer zur ersten, äußeren Glasscheibe 3 formkomplementären Gestalt. Die aus einem derartigen Verbund resultierenden Vorteile sind bereits oben beschrieben.
Die zweite, innere Glasscheibe 4 aus teilvorgespanntem Glas kann ihre Härte bzw. Vorspannung durch die oben bereits beschriebene thermische oder chemische Behandlung erfahren haben.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Fahrzeugfenster
2a: Windschutzscheibe
2b: Seitenscheibe
2c: Heckscheibe
3: erste, äußere Glasscheibe
4: zweite, innere Glasscheibe
5: Kunststofffolie

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

DE 102018107143 A1 [0006, 0007, 0008]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN 12150-1 [0003]
DIN EN 1863-1 [0004]
DIN EN ISO 12543-1 /-2 /-3 [0005]

Claims

Fahrzeugfenster (2), mit einem Verbund-Sicherheits-Glas, welches eine erste, äußere Glasscheibe (3) und eine zweite, innere Glasscheibe (4) umfasst, die mittels einer durchsichtigen und reißfesten Kunststofffolie (5) unter Wärmeeinwirkung untereinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die erste, äußere Glasscheibe (4) aus einem ungehärteten oder nicht vorgespannten Floatglas und die zweite, innere Glasscheibe (4) aus einem teilvorgespannten Glas besteht.
Fahrzeugfenster (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das teilvorgespannte Glas thermisch oder chemisch gehärtet oder vorgespannt ist.
Fahrzeugfenster (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbund-Sicherheits-Glas eine Windschutzscheibe (2b) eines Fahrzeugs (1) ausbildet.
Fahrzeug (1), mit einem Fahrzeugfenster (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.