DE10347559A1

DE10347559A1 - Kraftfahrzeug-Doppelscheibenanordnung

Info

Publication number: DE10347559A1
Application number: DE2003147559
Authority: DE
Inventors: Hans-Jürgen Dr. Felsen
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 2003-10-14
Filing date: 2003-10-14
Publication date: 2005-05-25

Abstract

Es wird eine Kraftfahrzeug-Doppelscheibenanordnung (1) vorgeschlagen, die sich dadurch auszeichnet, dass mindestens eine der Scheiben (5, 7) biegeweich ausgebildet ist und dass an den gegenüber der Atmosphäre abgedichteten Zwischenraum (9) ein Druckausgleichsbehälter (13) angeschlossen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeug-Doppelscheibenanordnung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 37 33 229 C2 geht eine Kraftfahrzeug-Doppelscheibenanordnung der hier angesprochenen Art hervor. Diese umfasst zwei parallele Einzelscheiben, die in einem Abstand von einander angeordnet und an ihrem Rand miteinander verbunden sind. Der Zwischenraum zwischen den Einzelscheiben ist gegenüber der Atmosphäre abgedichtet, so dass das in dem Zwischenraum befindliche Gasvolumen eingeschlossen ist. Die Einzelscheiben können aus Glas oder Kunststoff bestehen.

Es hat sich gezeigt, dass Kunststoffscheiben sich zu einem gewissen Grad in der Ebene ihrer Flachseite biegen lassen, was bei Fahrten in Gebieten in großer Höher über Meereshöhe, in denen ein reduzierter Luftdruck vorliegt, dazu führt, dass das Gasvolumen im Zwischenraum sich vergrößert, wodurch sich die Einzelscheiben so stark verbiegen können, dass sie eine im Querschnitt gesehen konvexe Wölbung aufweisen. Sofern die Doppelscheibe in einem Fensterschacht beweglich geführt ist, können diese Verformungen zu einem Verklemmen der Doppelscheibe im Fensterschacht führen. Eine Lösung dieses Problems könnte darin bestehen, den Zwischenraum über eine Öffnung mit der Atmosphäre zu verbinden, so dass ein Druckausgleich stattfinden kann, jedoch würden dadurch die Einzelscheiben auf ihrer dem Zwischenraum zugewandten Flachseite verschmutzen und Kondensat könnte sich niederschlagen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Kraftfahrzeug-Doppelscheibenanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die diese Nachteile nicht aufweist.

Zur Lösung der Aufgabe wird eine Kraftfahrzeug-Doppelscheibenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Diese umfasst zwei Scheiben, zwischen denen ein Zwischenraum besteht und zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens eine der Scheiben biegeweich ausgebildet ist, und dass an den gegenüber der Atmosphäre abgedichteten Zwischenraum ein Druckausgleichsbehälter angeschlossen ist. Dieser nimmt das sich bei sinkendem Atmosphärendruck im Zwischenraum zwischen den Scheiben entstehende Ausgleichsvolumen auf, so dass kein Überdruck im Zwischenraum entstehen kann, der zu einer konvexen Wölbung der Scheiben führen könnte. Der Druckausgleichsbehälter sorgt also dafür, dass die Form der Doppelscheibe auch in großer Höhe über Meereshöhe stabil bleibt. Das in den Druckausgleichsbehälter geleitete Ausgleichsvolumen gelangt bei steigendem Umgebungsdruck selbsttätig in den Zwischenraum zurück. Besonders vorteilhaft ist, dass der Zwischenraum, die Mediumverbindung zwischen dem Zwischenraum und dem Druckausgleichsbehälter sowie der Druckausgleichsbehälter selbst ein geschlossenes System bilden, das gegenüber der Umgebung (Atmosphäre) luftdicht verschlossen ist, so dass ein Verschmutzen der Scheiben im Zwischenraum und Kondensatbildung praktisch ausgeschlossen werden kann.

Weiterhin muss auch die Dichtverbindung beider Scheiben an ihrem Randbereich entsprechend ausgebildet sein, um Kondensatbildung im Scheibenzwischenraum zu verhindern.

Sofern die biegeweich ausgebildete Scheibe aus einem Material besteht, das hygroskopisch ist, wie beispielsweise Polycarbonat (PC), kann Kondensat – wenn auch nur zu einem sehr geringen Teil – auch über die Fläche der biegeweichen Fläche in den Scheibenzwischenraum gelangen. Um dies zu verhindern, kann die Scheibe mit einer wasserdichten Beschichtung versehen sein, die vorzugsweise auf der dem Zwischenraum zugewandten Flachseite der biegeweichen Scheibe angebracht/ausgebildet ist, um ein Verkratzen wasserdichten Beschichtung in Folge einer Relativbewegung zwischen der Scheibe und einer an einem die Scheibe aufnehmenden Fensterschacht vorgesehenen Dicht-/Gummilippe zu verhindern.

Um ein Verkratzen der biegeweichen Scheibe auf ihrer dem Fahrzeuginnenraum zugewandten, mit der Dicht-/Gummilippe zusammenwirkenden Flachseite mit Sicherheit ausschließen zu können, kann die Scheibe mit einer entsprechend kratzfesten Beschichtung versehen sein. Diese befindet sich also auf der dem Zwischenraum abgewandten Scheibenflachseite.

Die erfindungsgemäße Kraftfahrzeug-Doppelscheibenanordnung ermöglicht die Verwendung von biegeweichen Scheiben, insbesondere aus Kunststoffmaterial bestehenden Scheiben, wodurch eine besonders leichte, also ein geringes Gewicht aufweisende Bauweise realisierbar ist.

Der Druckausgleichsbehälter ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass er ein Ausgleichsvolumen aufnehmen kann, das im Bereich von 100 cm³ bis 1000 cm³ liegt und grundsätzlich so groß ist, dass eine Überdruckbildung im Zwischenraum, die zu einer Verformung der Scheiben führen könnte, ausgeschlossen werden kann. Der Druckausgleichsbehälter ist in besonders vorteilhafter Weise so dimensioniert, dass er einen Gasvolu men aufnehmen kann, das dem Ausgleichsvolumen im Zwischenraum zwischen den Scheiben bei einem im Hochgebirge vorliegendem Atmosphärendruck entspricht.

Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Kraftfahrzeug-Doppelscheibenanordnung ist vorgesehen, dass der Druckausgleichsbehälter einen flexiblen, vorzugsweise aufblähbaren Körper aufweist. Dieser Grundkörper kann beispielsweise von einem luftdichtem Sack oder Beutel gebildet sein, der im nichtgefüllten Zustand einen nur geringen Bauraum beansprucht. Der Grundkörper entfaltet sich mit zunehmender Aufnahme des Ausgleichsgasvolumens aus dem Zwischenraum und wird dadurch größer, wobei er beim Rückströmen des Gasvolumens in dem Zwischenraum, was bei steigendem Atmosphärendruck der Fall ist, seine Ausgangsform einnimmt.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Kraftfahrzeug-Doppelscheibenanordnung weist der Druckausgleichsbehälter einen gummielastischen, ballonartigen Grundkörper auf, der sich beim Füllen mit dem Ausgleichsvolumen aus dem Zwischenraum ausdehnt und beim Rückströmen des Ausgleichsvolumen in den Zwischenraum bei entsprechenden Atmosphärendruckverhältnissen sich wieder in seine Ausgangsform zusammenzieht.

Bei einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Kraftfahrzeug-Doppelscheibenanordnung ist vorgesehen, dass mindestens eine der Scheiben aus einem biegeweichen Kunststoffmaterial besteht, beispielsweise aus Polycarbonat (PC). Diese Kunststoffscheibe weist gegenüber bekannten Glasscheiben mit entsprechenden Abmessungen ein geringeres Gewicht auf.

Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel der Kraftfahrzeug-Doppelscheibenanordnung, bei der eine der beiden Scheiben aus Polycarbonat und die andere Scheibe aus Glas besteht, wobei der Scheibenzwischenraum mit Luft gefüllt ist, die wärme- und schallisolierend wirkt. Doppelscheiben, deren Zwischenraum mit Luft gefüllt ist, werden daher häufig auch als Isolierscheiben bezeichnet. Die vorstehend beschriebene Doppelscheibe (Polycarbonatscheibe-Luft-Glasscheibe) weist gegenüber bekannten Doppelscheibenanordnungen einen Akustikvorteil auf, der sich insbesondere dadurch ergibt, dass Glas und Polycarbonat sehr verschiedene Biegemoden im Frequenzbereich haben, die sich in der Durchschallung von außen (Fahrzeugaußenseite) nach innen (Fahrzeuginnenraum) wechselseitig zumindest teilweise tilgen, das heißt, die lokale Durchschallung wird minimal.

Es hat sich gezeigt, dass bei einer Kraftfahrzeug-Doppelscheibenanordnung, bei der die innere, also dem Fahrzeuginnenraum zugewandte Scheibe aus Kunststoffmaterial besteht und die äußere Scheibe aus Glas hergestellt ist, eine gegenüber bekannten Doppelscheiben verbesserte Geräuschisolierung erreicht wird. Diese Doppelscheibe lässt im Vergleich zu bekannten Kraftfahrzeug-Doppelscheiben nur in etwa 10% des Umströmungsrauschens (Aeroakustik, Nasszischen, hochfrequentes Reifengeräusch sowie vom Mit- und Gegenverkehr) in den Fahrzeuginnenraum durch.

Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Kraftfahrzeug-Doppelscheibenanordnung ergeben sich aus Kombinationen der in den Unteransprüchen genannten Merkmale.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Doppelscheibe im Querschnitt;
2 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Druckausgleichsbehälters im nicht gefüllten Zustand und
3 der Druckausgleichsbehälter gemäß 2 im teilweise gefüllten Zustand.
Die im Folgenden beschriebene Kraftfahrzeug-Doppelscheibenanordnung ist im Zusammenhang mit Kraftfahrzeugen allgemein einsetzbar, beispielsweise als Seitenscheibe oder Heckscheibe. Dabei kann die Doppelscheibe gegenüber der Fahrzeugkarosserie unbeweglich ausgeführt sein, wie beispielsweise eine im Fondbereich vorgesehne Scheibe, häufig eine Dreiecksform aufweist. Alternativ ist es möglich, dass die Doppelscheibe beweglich ist, insbesondere in eine Geschlossenstellung und in eine Offenstellung anhebbar beziehungsweise absenkbar ist.
1 zeigt im Ausführungsbeispiel einer Kraftfahrzeug-Doppelscheibenanordnung 1, die eine Doppelscheibe 3 umfasst, die eine erste Scheibe 5 und eine zweite Scheibe 7 aufweist, die in einem Abstand voneinander angeordnet sind, so dass ein Zwischenraum 9 zwischen den Scheiben 5 und 7 gebildet ist, der mit geeigneten, nicht dargestellten Mitteln gegenüber der Atmosphäre abgedichtet ist. Bei im Kraftfahrzeug montierter Doppelscheibe 3 ist die erste Scheibe 5 dem Fahrzeuginnenraum zugewandt.
Die innere Scheibe 5 besteht aus einem biegeweichen Kunststoffmaterial, vorzugsweise Polycarbonat und weist eine größere Dicke auf als die äußere Scheibe 7, die bei diesem Ausführungsbeispiel aus Glas besteht. Beide Scheiben 5 und 7 weisen jeweils eine Dicke auf, die größer als die Breite B des Zwischenraums 9 ist.
Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Doppelscheibe 3 beträgt die Dicke der äußeren Scheibe 7 beispielsweise 2,5 mm und die der inneren Scheibe 5 in etwa 3 mm, wobei der Zwischenraum 9 eine Breite B von in etwa 2 mm aufweist, so dass sich für die Doppelscheibe 3 eine Gesamtdicke von circa 7,5 mm ergibt, die gegenüber bekannten Doppelscheiben mit gleichen oder ähnlichen Geräuschisolierungswerten geringer ist.
Mit dem Zwischenraum 9 ist über eine gestrichelt angedeutete Mediumverbindung 11 ein Druckausgleichsbehälter 13 verbunden, der in 2 im nicht gefüllten Zustand dargestellt ist. Der Druckausgleichsbehälter 13 weist einen gummielastischen, aufblähbaren Grundkörper 15 auf, der luftundurchlässig ist und zum Druckausgleich im Zwischenraum 9 dient. Bei auf Meereshöhenniveau vorliegendem Atmosphärendruck ist der Druckausgleichsbehälter 13, wie in 2 dargestellt, nicht gefüllt. Sinkt nun der Umgebungsdruck, was bei Fahrten in höher gelegenen Regionen der Fall ist, vergrößert sich das Gasvolumen im Zwischenraum 9. Um zu verhindern, dass die biegeweich ausgebildete innere Scheibe 5 sich konvex nach außen in Richtung Innenraum der Karosserie wölbt, ist der Druckausgleichsbehälter 13 vorgesehen, der das entstehende Ausgleichsvolumen aufnimmt und sich dadurch füllt.
In 3 ist der Druckausgleichbehälter 13 in teilweise gefühltem Zustand dargestellt. Wenn nun der Atmosphärendruck ansteigt, verringert sich wieder das Volumen des in dem gegenüber der Atmosphäre abgedichteten Systems, bestehend aus Zwischenraum 9, Mediumverbindung 11 und Druckausgleichsbehälter 13, wodurch der Druckausgleichsbehälter 13 sich wieder in seine Ausgangsform (2) zurückverformt beziehungsweise zurückbildet.
Der Druckausgleichsbehälter 13 ist bei Verwendung im Zusammenhang mit einer beweglichen Kraftfahrzeug-Doppelscheibe 3 in einem Fensterschacht, in dem die Doppelscheibe 3 geführt ist, untergebracht. Dieser kann – je nach Anordnung der Doppelscheibe 3 am Kraftfahrzeug – in einer Fahrzeugtür oder in einem Hohlraum eines anderen Karosserieteils angeordnet sein.

Claims

Kraftfahrzeug-Doppelscheibenanordnung (1), wobei zwischen den Scheiben (5,7) ein Zwischenraum (9) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Scheiben (5) biegeweich ausgebildet ist, und dass an den gegenüber der Atmosphäre abgedichteten Zwischenraum (9) ein Druckausgleichsbehälter (13) angeschlossen ist.
Kraftfahrzeug-Doppelscheibenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckausgleichsbehälter (13) einen flexiblen, vorzugsweise aufblähbaren Grundkörper (15) aufweist.
Kraftfahrzeug-Doppelscheibenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckausgleichsbehälter (13) einen gummielastischen, ballonartigen Grundkörper (15) aufweist.
Kraftfahrzeug-Doppelscheibenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckausgleichsbehälter (13) und die Mediumverbindung (11) zwischen dem Zwischenraum (9) und dem Druck ausgleichsbehälter (13) gegenüber der Atmosphäre abgedichtet sind.
Kraftfahrzeug-Doppelscheibenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckausgleichsbehälter (13) so ausgebildet ist, dass sein Volumen bei auf Meereshöhe vorliegendem Atmosphärendruck kleiner ist als bei auf einem geographisch höher gelegenen Ort vorliegenden Atmosphärendruck.
Kraftfahrzeug-Doppelscheibenanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des Druckausgleichsbehälter (13) bei auf Meereshöhe vorliegendem Atmosphärendruck ein Minimum aufweist.
Kraftfahrzeug-Doppelscheibenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Scheiben (15), vorzugsweise die Innenscheibe, aus einem biegeweichen Kunststoffmaterial, vorzugsweise Polycarbonat, besteht.
Kraftfahrzeug-Doppelscheibenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Scheibe (7), vorzugsweise die Außenscheibe, aus Glas besteht.
Kraftfahrzeug-Doppelscheibenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheiben (5,7) unterschiedliche Biegesteifigkeiten aufweisen.
Kraftfahrzeug-Doppelscheibenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Scheibe (5) eine größere Dicke als die äußere Scheibe (7) aufweist.
Kraftfahrzeug-Doppelscheibenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheiben (5,7) jeweils eine Dicke aufweisen, die größer als die Breite des Zwischenraums (9) ist.
Kraftfahrzeug-Doppelscheibenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppelscheibe (3) in einem Fensterschacht verschiebbar gelagert ist.
Kraftfahrzeug-Doppelscheibenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckausgleichsbehälter (13) ein Gasvolumen aufnehmen kann, das dem Gasvolumen im Zwischenraum (9) bei einem Atmosphärendruck in einer Höhe von in etwa 5000 Meter über Meereshöhe entspricht.