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Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung betrifft das Gebiet der laminierten Automobilverglasung.
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Hintergrund der Erfindung
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Die Verwendung von kamerabasierten Sicherheitssystemen, die ein weites Sichtfeld und ein hohes Maß an optischer Klarheit erfordern, nimmt rasant zu. Kamerabasierte Systeme werden verwendet um eine große Vielzahl von Sicherheitsfunktionen bereitzustellen, einschließlich adaptiver Geschwindigkeitsregelung, Notbremsung, Hinderniserkennung, Spurverlasswarnung und Unterstützung für einen autonomen Betrieb. Ein helles, freies, unverzerrtes Sichtfeld und eine unveränderte natürliche Farbe sind besonders wichtig, damit kamerabasierte Systeme wie beabsichtigt funktionieren. Dies ist essentiell, damit diese Systeme Objekte schnell klassifizieren und unterscheiden, Text erfassen, Beschilderungen und Signale identifizieren und mit minimaler Beleuchtung arbeiten können.
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Da sich die Branche in Richtung einer vollständigen autonomen Fähigkeit bewegt, nehmen sowohl die Anzahl der Kameras als auch die Auflösung der Kameras zu. Die Kameras benötigen ein hohes, vorausschauendes Sichtfeld, das von Regen, Schnee und Eis freigehalten werden muss, damit die Sicherheitssysteme ordnungsgemäß funktionieren. Ferner muss bei einem vollständig autonomen Fahrzeug das Sichtfeld frei sein, bevor das Fahrzeug betrieben werden kann.
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Daher sind die Kameras normalerweise im Weg der Scheibenwischer montiert. Die Scheibenwischer sorgen für eine ausreichende Wasserentfernung. Es ist schwieriger, das Sichtfeld der Kamera frei von Schnee und Eis zu halten. Die Luft aus dem Heißluftentfrostersystem, das normalerweise zum Freimachen der Windschutzscheibe verwendet wird, wird von der Kameraeinheit blockiert. Während einige Windschutzscheiben mit einer vollflächigen transparenten leitfähigen Oberflächenbeschichtung oder einer eingebetteten Drahtwiderstandsheizung erhältlich sind, reicht die Leistungsdichte, mit der diese Windschutzscheiben arbeiten, nicht aus, um das schnelle Freimachen bereitzustellen, das für eine kurze Wegfahrzeit erforderlich ist.
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Eine vollständige Oberflächenheizung verbraucht auch eine erhebliche Menge an Strom, die nicht benötigt würde, wenn nur das Sichtfeld der Kamera freigemacht werden muss. Ferner führen die transparenten leitfähigen Sonnenschutzfilme und -beschichtungen, die typischerweise zur Verwendung als ein Heizelement angepasst sind, häufig zu einem schlechten Rotverhältnis und müssen aus dem Sichtfeld der Kamera entfernt werden.
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Eine Lösung sind elektrische Heizschaltungen mit selbstregulierenden Heizelementen mit positivem Temperaturkoeffizienten. Sie sind an der Innenfläche des Glases montiert oder in die Kameraanordnung integriert. Da sie jedoch opak sind, können sie nicht im Sichtfeld der Kamera platziert werden, sind nur dann wirksam, wenn das Sichtfeld der Kamera klein ist. Dies ist auf die schlechte Wärmeleitfähigkeit von Glas zurückzuführen. Der Trennungsabstand der Heizelemente darf nicht mehr als ~ 35 mm betragen. Andernfalls reicht der Temperaturanstieg zwischen den Elementen nicht aus, um das Glas freizumachen, oder die Elementtemperatur muss zu hoch sein, um den Abstand auszugleichen. Widerstandsheizschaltungen, die in das Sichtfeld der Kamera eingreifen, werden typischerweise bei mehreren Kamerasystemen mit einem größeren Sichtfeld benötigt.
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Zur Herstellung dieser größeren Heizschaltungen werden zwei Haupttechnologien verwendet: eine gedruckte Silberfritte und ein eingebetteter Draht.
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Eine Silberfritte ist die häufigste Art von Heizschaltung, die für Hintergrundbeleuchtung, beheizte Scheibenwischerauflagen und Kameraentfroster verwendet wird. Sie ist auch die kostengünstigste. Silberpulver wird mit Trägern, Bindemitteln und fein gemahlenem Glas gemischt. Manchmal werden auch andere Materialien hinzugefügt, um bestimmte Eigenschaften zu verbessern: die Brenntemperatur, Antihafteigenschaft, chemische Beständigkeit usw. Die Silberfritte wird vor dem Erhitzen und Biegen des Glases unter Verwendung eines Siebdruck- oder Tintenstrahldruckverfahrens auf das flache Glas aufgebracht. Während das flache Glas während des Biegevorgangs erhitzt wird, erweicht und schmilzt das pulverförmige Glas in der Fritte und fusioniert mit der Oberfläche des Glases. Der Silberfrittendruck wird zu einem festen Bestandteil des Glases. Die Fritte gilt als „gebrannt“, wenn dies eintritt. Dies ist ein Verglasungsprozess, der dem Verfahren sehr ähnlich ist, das zum Auftragen von Emaille-Finish auf Badarmaturen, Keramik, Porzellan und Geräten verwendet wird. Widerstände von nur 2 Milliohm pro Quadrat und Leitungsbreiten von nur 0,5 mm sind möglich. Der Hauptnachteil des Silberdrucks ist die Ästhetik des gebrannten Silbers, das eine dunkelorange bis senfgelbe Farbe aufweist, je nachdem auf welcher Seite des Glases es gedruckt ist, auf der Luftseite oder auf der Zinnseite. Sammelschienen sind gedrucktes Silber, können jedoch mit Kupferstreifen oder -litzen elektrisch verstärkt sein. Siebdruck-Silberschaltungen können nicht auf der Windschutzscheibe im Sichtfeld des Fahrers verwendet werden, da die Leitungen zu breit sind und die Sicht beeinträchtigen würden.
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Bei einer gedruckten Silberschaltung beträgt der maximale Elementabstand ~ 35 mm. Bei einer minimalen Leitungsbreite von 0,5 mm ist es nicht wünschenswert, eine der Leitungen im Sichtfeld zu haben, aber die Beschränkung des Abstands erfordert häufig, dass sich mindestens eine Leitung im Sichtfeld befindet. Die meisten Kamerasysteme können dies tolerieren, es ist jedoch nicht optimal.
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Auf einer Windschutzscheibe ist der Silberdruck normalerweise auf die Nummer vier 104 Oberfläche der inneren Glasschicht 202 gedruckt (1A). Die Kabel für den Stromanschluss sind mit der gedruckten Silberfritte verlötet.
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Eine eingebettete Drahtwiderstandsheizschaltung wird durch Einbetten feiner Drähte in die Kunststoffbindungsschicht eines Laminats gebildet. Die Drähte sind unter Verwendung von Hitze oder Ultraschall in den Kunststoff eingebettet. Wolfram ist ein bevorzugtes Material aufgrund seiner Zugfestigkeit, die 10-mal so hoch ist wie die von Kupfer und seiner matten schwarzen Farbe. Beheizte Windschutzscheiben verwenden normalerweise Wolframdraht im Bereich von 18 bis 22 um, an welchem Punkt die Drähte praktisch unsichtbar sind. Die Drähte sind unter Verwendung eines oszillierenden sinusförmigen Musters eingebettet, um die Blendung zu verringern, die unter bestimmten Lichtbedingungen auftreten kann. Für andere Positionen der Verglasung als die Windschutzscheibe können größere Drahtdurchmesser verwendet werden. Drähte werden typischerweise unter Verwendung einer Art CNC-Maschine eingebettet. Dünnes flaches Kupfer wird für Sammelschienen verwendet, wobei typischerweise zwei Schichten verwendet werden. Die erste Schicht wird vor dem Einbetten der Drähte auf die Kunststoffschicht aufgebracht. Die zweite Schicht wird über die erste Schicht aufgebracht und die beiden werden durch Löten oder unter Verwendung eines leitfähigen Klebstoffs verbunden. Für einige Anwendungen kann nur eine einzige Kupferschicht erforderlich sein. Natürlich können andere Leiter als Kupfer verwendet werden.
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Eingebettete Drahtschaltungen können mit Drähten betrieben werden, die bis zu 18 µm dünn sind. Bei diesem Durchmesser sind sie für das Kamerasystem praktisch unsichtbar und stellen kein so großes Problem dar. Bei 18 µm würde ein typischer Abstand im Bereich von 3 bis 6 mm liegen.
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Wenn sich eine eingebettete Drahtschaltung innerhalb des Laminats befindet, muss die Stromzufuhr an den Rand des Glases und darüber hinaus gebracht werden. Ein typischer Ansatz besteht darin, dünne, 1 bis 2 Unzen verzinnte Kupferstreifen als Leiter zu verwenden und die Kupferstreifen, wo sie durch den Glasrand verlaufen, in einen Isolator zu wickeln. Die dünnen Kupferstreifen werden dann an einen Kupferlitzendraht gebunden, der dann in einem Steckergehäuse zum Anschluss an den Fahrzeugkabelbaum endet. Abhängig vom benötigten Strom und den benötigten Abmessungen gibt es zwei Verfahren, um diese Art der Stromversorgung herzustellen. Für höhere Ströme und längere Längen werden separate Kupferstreifen auf ein dünnes Isoliersubstrat mit Kleberücken aufgebracht und dann durch Aufbringen einer zweiten Schicht Isoliermaterial, typischerweise eines Polyamids, eingekapselt. Für einen geringeren Strom und kürzere Längen wird ein kupferbeschichtetes Substrat geätzt, um die Zufuhrschaltung zu bilden, ähnlich wie eine gedruckte Schaltung gebildet wird. Tatsächlich sind diese Arten von Zufuhren flexible gedruckte Schaltungen. Dieses Verfahren wird auch verwendet, wenn komplexere Formen benötigt werden und wenn die Leiterbreite zu dünn ist, um mit separaten Kupferstreifen zu arbeiten.
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Eine Panorama-Windschutzscheibe mit einem verlängerten oberen Rand ist aufgrund der größeren Länge der Leitung, die erforderlich ist, um vom Kamerabereich bis zum Glasrand zu gelangen, eine noch größere Herausforderung. Es ist auch wahrscheinlicher, dass sich die Leitung in einem Teil des Laminats befindet, in dem sie sichtbar sein wird und in dem jede Verzerrungen vom Kunden als störend empfunden wird.
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Befindet sich die Schaltung wie bei einer Panorama-Windschutzscheibe in beträchtlichem Abstand vom Glasrand, muss die Länge der Stromzufuhr erhöht werden, um sie aufzunehmen. Der Preis für die Stromzufuhr und der direkte Arbeitsaufwand, der für die Installation benötigt wird, steigen mit der Länge schnell an. Wenn die Zufuhr durch die Tageslichtöffnung des Laminats hindurchgeht, kann auch die Ästhetik ein Problem sein. Es ist im Allgemeinen erforderlich, die Stromzufuhr vor Blicken zu verbergen. Während dies mit einer schwarzen Fritte möglich ist, erhöht eine schwarze Fritte die Kosten und verringert den Ertrag. Die schwarze Fritte widerspricht auch der Open-Air-Ästhetik, auf die eine Panorama-Windschutzscheibe zielt.
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Die Gesamtdicke der Stromleitung muss geringer sein als die Dicke der Kunststoffzwischenlageschichten insgesamt, vorzugsweise nicht mehr als ein Drittel der Gesamtdicke. Während des Laminierungsprozesses wird das Laminat mit Hitze und Druck behandelt. Bei höheren Temperaturen und höherem Druck schmilzt und fließt die Kunststoffzwischenlage, um die Dicke des Einsatzes aufzunehmen. Wenn die Leitung zu dick ist, kann das Laminat versagen.
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Aufgrund der durch die Leitung verursachten Schwankung der Dicke des Laminats kann die eingebettete Stromleitung eine reflektierte Verzerrung im Glas erzeugen. Wenn die Leitung durch den transparenten Teil des Laminats läuft, kann es auch zu einer übertragenen Verzerrung kommen.
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Ein Platzieren der Leitung erfolgt während der Anordnung des Laminats, wo es eine Engstelle erzeugt, da Platzieren der Leitung und Anschließen an die beheizte Schaltung arbeitsintensiv ist.
Eine Vollflächenheizung der Windschutzscheibe wird üblicherweise durch die Verwendung einer leitfähigen transparenten Beschichtung bereitgestellt. Die Beschichtung wird direkt auf das Glas vakuumgesputtert und besteht aus mehreren Schichten aus Metall und Dielektrika. Bei Widerständen im Bereich von 2 bis 6 Ohm pro Quadrat wird ein Spannungswandler benötigt, um die erforderliche Leistungsdichte zu erreichen.
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Ein transparenter leitfähiger beschichteter Film kann auch verwendet werden, um eine Widerstandsheizschaltung bereitzustellen. Dies ist ebenfalls sehr ähnlich und wird auf die gleiche Weise hergestellt wie transparentes leitfähiges beschichtetes Glas. Ein Spannungswandler wird benötigt, um die Leistungsdichte zu erreichen, die für eine Vollflächenheizung der Windschutzscheibe erforderlich ist. Für das viel kleinere Sichtfeld der Kamera können typischerweise verfügbare Beschichtungen mit einer 12-Volt-Elektrik verwendet werden. Sammelschienen umfassen eine leitfähige Tinte oder dünne flache Kupferleitern.
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Vollwindschutzscheiben-Entfroster auf der Basis leitfähiger Beschichtungen arbeiten im Allgemeinen nicht mit einer Leistung, die hoch genug ist, um die kurze Wegfahrzeit zu gewährleisten, die für einen vollständigen oder halbautonomen Betrieb erforderlich ist. Sie haben auch die gleichen Nachteile wie eingebettete Drahtschaltungen in Bezug auf die Stromanschlüsse. Ferner weist eine Sonnenschutzbeschichtung auf Silberbasis einen schlechten Rotanteil auf.
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Schon eine leichte Farbverschiebung kann die Leistung von Kamerasystemen beeinträchtigen. Die Farbe Rot ist besonders wichtig für Fahrzeugkamerasysteme, da sie für ein Erkennen, Klassifizieren und Unterscheiden von Signalen und den anderen zahlreichen Lichtquellen von entscheidender Bedeutung ist. Das Rotverhältnis ist das Verhältnis von Licht (Tr) im roten Teil des Spektrums (600 bis 700 nm) zu sichtbarem Licht (T) im Bereich von 440 bis 700 nm. Das Rotverhältnis ist als Tr/T definiert. Ein bestimmter Mindestrotanteil ist erforderlich, damit das Kamerasystem ordnungsgemäß funktioniert.
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IR-reflektierende Sonnenschutzbeschichtungen und -filme, selbst wenn sie eine hohe Durchlässigkeit für sichtbares Licht aufweisen, stellen häufig ein Problem dar, da sie im nahen IR-Rot stärkere Reflektionen aufweisen, was zu einem schlechten Rotverhältnis führt. Sonnenschutzglaszusammensetzungen können auch den Rotanteil verschlechtern.
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Um mit den meisten Kamerasystemen zu arbeiten, darf die Beschichtung oder der Film nicht im Sichtfeld der Kamera vorhanden sein. Dies wird erreicht, indem das Sichtfeld vor dem Beschichten maskiert wird oder indem die Beschichtung nach dem Auftragen entfernt wird. Im Fall eines Films wird dies erreicht, indem im Kamerabereich ein Ausschnitt im Film vorgenommen wird. Wenn ein Ausschnitt gemacht wird, kann es zu Verzerrungen nahe dem Rand des Films kommen. Leitfähige Beschichtungen sind daher nicht zum Kameraentfrosten geeignet.
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Beheizte transparente leitfähige Beschichtungen weisen dieselben Probleme mit Sammelschienen und Stromleitungen wie Heizschaltungen mit eingebettetem Draht auf.
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Eine andere Technologie ist als Mikrogitter bekannt. Eine Mikrogitter-Widerstandsheizschaltung umfasst sehr feine leitfähige Leitungen, die unter Verwendung einer Vakuumsputtertechnik auf ein nichtleitendes Substrat wie Glas oder Kunststoff abgeschieden werden, um ein leitfähiges Material auf dem Substrat abzuscheiden. Muster werden durch Maskieren des Substrats unter Verwendung eines lithografischen Prozesses, wie er zur Herstellung integrierter Schaltungen verwendet wird, gebildet. Leitungsbreiten von 10 um sind möglich, an welchem Punkt das Gitter für alle praktischen Zwecke unsichtbar ist. Der Hauptvorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass das Muster so designt werden kann, dass eine sehr genaue Steuerung der Erhitzung möglich ist. Da die Leiter nicht transparent sein müssen, kann die Dicke viel größer sein als die, die beim Beschichten des gesamten Substrats möglich ist. Eine viel bessere Kontrolle der Leiterdicke ist möglich als beim Siebdruck oder bei vakuumgesputterten transparenten leitfähigen Beschichtungsstapeln. Das Verfahren ist auch einfacher, da nur eine einzige Metallschicht erforderlich ist. Sammelschienen sind ebenfalls vakuumgesputtert, können aber auch durch die Zugabe von Metall oder leitfähiger Tinte elektrisch verstärkt werden. Ein erhitztes Mikrogitter weist die gleichen Probleme mit Sammelschienen und Stromleitungen auf wie Heizschaltungen mit eingebettetem Draht.
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Es wäre wünschenswert, diese Nachteile zu verringern, abzuschwächen oder ganz zu beseitigen.
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Kurze Zusammenfassung der Erfindung
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Die Nachteile werden überwunden, indem eine Widerstandsheizschaltung an die Innenfläche des Laminats laminiert wird. Die Heizschaltung kann mittels eingebetteten Drahts, mikrolithographischer Leiter oder einer leitfähigen Beschichtung hergestellt werden. Die Schaltung ist mittels einer Klebeschicht, wie beispielsweise eines optischen Klebstoffs, eines herkömmlichen Automobilzwischenlagefilms oder eines Laminierharzes, mit der Glasoberfläche verbunden. Die Schaltung ist durch eine dünne Glasschicht geschützt, die chemisch gehärtet und/oder kaltgebogen sein kann.
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Vorteile:
- • Niedrigere Kosten
- • Vereinfacht die Stromzufuhr
- • Bietet nahezu unsichtbares Entfrosten
- • Überlegene Ästhetik
- • Überlegene optische Eigenschaften
- • Gleichmäßige Erhitzen
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Figurenliste
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Diese Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der detaillierten Beschreibung der folgenden Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, wobei:
- 1A einen Querschnitt eines typischen Automobillaminats zeigt.
- 1B einen Querschnitt eines typischen Automobillaminats mit Beschichtung und Leistungsfilm zeigt.
- 2 eine Explosionsansicht eines Mikrogitters auf einem Glasentfroster zeigt.
- 3 eine Explosionsansicht eines transparenten Entfrosters mit leitfähiger Beschichtung zeigt.
- 4 eine Explosionsansicht eines eingebetteten Drahtentfrosters zeigt.
- 5 eine Explosionsansicht eines Mikrogitters auf einem Filmentfroster zeigt.
- 6 eine Explosionsansicht eines transparenten leitfähigen Filmentfrosters zeigt.
- 7 eine Explosionsansicht eines ungleichmäßigen Bereichs mit einem gleichmäßigen Mikrogitter-Entfroster zeigt.
- 8 eine Explosionsansicht einer Windschutzscheibe mit laminiertem Entfroster auf Oberfläche vier zeigt.
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Bezugszeichenliste
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- 4
- Kunststoffbindungsschicht
- 6
- Verdunkelung
- 8
- Beschichtung
- 12
- Film
- 14
- Sammelschiene
- 16
- Leitung
- 18
- Leitfähige Beschichtung
- 22
- Eingebettete Drahtschaltung
- 24
- Mikrogitter-Schaltung
- 26
- Klebeschicht
- 28
- Abdeckung
- 30
- Kunststofffilm
- 32
- Sichtfeld der Kamera
- 101
- Oberfläche eins
- 102
- Oberfläche zwei
- 103
- Oberfläche drei
- 104
- Oberfläche vier
- 201
- Äußere Glasschicht
- 202
- Innere Glasschicht
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Die folgende Terminologie wird verwendet, um die laminierte Verglasung der Erfindung zu beschreiben. Ein typischer Automobillaminatquerschnitt ist in den 1A und 1B dargestellt. Das Laminat umfasst zwei Glasschichten, die außen oder äußere 201 und die innen oder innere 202, die durch eine Kunststoffbindungsschicht 4 (Zwischenlage) dauerhaft miteinander verbunden sind. Die Glasoberfläche, die sich an der Außenseite des Fahrzeugs befindet, wird als Oberfläche eins 101 oder Oberfläche Nummer eins bezeichnet. Die gegenüberliegende Fläche der äußeren Glasschicht 201 ist Oberfläche zwei 102 oder die Oberfläche Nummer zwei. Die Glasoberfläche, die sich im Innenraum des Fahrzeugs befindet, wird als Oberfläche vier 104 oder die Oberfläche Nummer vier bezeichnet. Die gegenüberliegende Fläche der inneren Glasschicht 202 ist die Oberfläche drei 103 oder die Oberfläche Nummer drei. Die Oberflächen zwei 102 und drei 103 sind durch die Kunststoffbindungsschicht 4 miteinander verbunden. Eine Verdunkelung 6 kann auch auf das Glas aufgebracht werden. Eine Verdunkelung umfasst üblicherweise eine schwarze Emaille-Fritte, die entweder auf die Oberfläche zwei 102 oder die Oberfläche Nummer vier 104 oder auf beide gedruckt ist. Das Laminat kann auch eine Beschichtung 8 an einer oder mehreren der Oberflächen umfassen. Das Laminat kann auch einen Film 12 umfassen, der zwischen mindestens zwei Kunststoffbindungsschichten 4 laminiert ist.
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Laminiertes Sicherheitsglas wird hergestellt, indem zwei getemperte Glasscheiben unter Verwendung einer Kunststoffbindungsschicht, die aus einer dünnen Folie aus transparentem Thermoplast besteht, miteinander verbunden werden, wie in 1 gezeigt. Getempertes Glas ist Glas, das langsam von der Biegetemperatur über den Glasübergangsbereich abgekühlt wurde. Dieser Prozess baut Spannungen ab, die vom Biegeprozess im Glas verblieben sind. Getempertes Glas bricht in große Scherben mit scharfen Kanten. Wenn laminiertes Glas bricht, werden die Scherben des gebrochenen Glases ähnlich wie die Teile eines Puzzles durch die Kunststoffbindungsschicht zusammengehalten, die hilft die strukturelle Integrität des Glases aufrechtzuerhalten. Ein Fahrzeug mit einer kaputten Windschutzscheibe kann weiterhin betrieben werden. Die Kunststoffbindungsschicht hilft auch dabei ein Eindringen von Gegenständen zu verhindern, die von außen auf das Laminat treffen, und im Falle eines Unfalls ist die Insassenretention verbessert.
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Die Glasschichten werden unter Verwendung von Schwerkraftbiegen, Pressbiegen, Kaltbiegen oder einem anderen auf dem Fachgebiet bekannten herkömmlichen Mittel gebildet. Schwerkraft- und Pressbiegeverfahren zum Formen von Glas sind auf dem Fachgebiet gut bekannt und werden in der vorliegenden Offenbarung nicht diskutiert.
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Kaltbiegen ist eine relativ neue Technologie. Wie der Name schon sagt, wird das Glas im kalten Zustand ohne Verwendung von Hitze in seine endgültige Form gebogen. Bei Teilen mit minimaler Krümmung kann eine flache Glasscheibe kalt an die Kontur des Teils gebogen werden. Dies ist möglich, weil mit abnehmender Glasdicke die Scheiben immer flexibler werden und gebogen werden können, ohne dass Spannungsniveaus induziert werden, die hoch genug sind, um die langfristige Bruchwahrscheinlichkeit signifikant zu erhöhen. Dünne Scheiben aus getempertem Kalknatronglas mit einer Dicke von etwa 1 mm können zu zylindrischen Formen mit großen Radien (größer als 6 m) gebogen werden. Wenn das Glas chemisch oder wärmeverstärkt ist, kann das Glas viel höheren Spannungsniveaus standhalten und kann entlang beider Hauptachsen gebogen werden. Das Verfahren wird hauptsächlich verwendet, um chemisch gehärtete dünne Glasscheiben (≤ 1 mm) in Form zu biegen.
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Zylinderformen können mit einem Radius in einer Richtung von weniger als 4 Metern gebildet werden. Formen mit zusammengesetzter Biegung, d. h. Krümmung in Richtung beider Hauptachsen, können mit einem Krümmungsradius in jeder Richtung von nur ungefähr 8 Metern gebildet werden. Natürlich hängt viel von der Oberfläche der Teile und den Arten und Dicken der Substrate ab.
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Das kalt gebogene Glas bleibt unter Spannung und neigt dazu, die Form der gebogenen Schicht, mit der es verbunden ist, zu verzerren. Daher muss die gebogene Schicht entlastet werden, um die Spannung auszugleichen. Bei komplexeren Formen mit einem hohen Krümmungsniveau muss das flache Glas möglicherweise vor einem Kaltbiegen teilweise thermisch gebogen werden.
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Das kalt zu biegende Glas wird mit einer in Form gebogenen Schicht und mit einer Kunststoffbindungsschicht platziert zwischen dem kalt zu biegende Glas und der gebogenen Glasschicht angeordnet. Die Anordnung wird in einen sogenannten Vakuumbeutel platziert. Der Vakuumbeutel ist ein luftdichter Satz von Kunststofffolien, der die Anordnung umschließt und an den Kanten miteinander verbunden ist, wodurch die Luft aus der Anordnung evakuiert werden kann und der auch Druck auf die Anordnung ausübt, wodurch die Schichten in Kontakt gebracht werden. Die Anordnung in dem evakuierten Vakuumbeutel wird dann erhitzt, um die Anordnung zu versiegeln. Die Anordnung wird als nächstes in einen Autoklav platziert, der die Anordnung erhitzt und hohen Druck ausübt. Dies vervollständigt den Kaltbiegeprozess, da sich das flache Glas an dieser Stelle an die Form der gebogenen Schicht angepasst hat und dauerhaft angebracht ist. Das Kaltbiegeverfahren ist einem auf dem Fachgebiet bekannten Vakuumbeutel/Autoklav Standardverfahren für sehr ähnlich, außer dass dem Glasstapel eine ungebogene Glasschicht hinzugefügt ist.
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Die Kunststoffbindungsschicht (Zwischenlage) hat die Hauptfunktion, die Hauptflächen benachbarter Schichten miteinander zu verbinden. Das ausgewählte Material ist typischerweise ein klarer Kunststoff, wenn eine Glasschicht mit einer anderen Glasschicht verbunden wird. Für eine Verwendung im Automobilbereich ist Polyvinylbutyl (PVB) die am häufigsten verwendete Zwischenlage. Neben Polyvinylbutyl können auch lonoplastpolymere, Ethylenvinylacetat (EVA), an Ort und Stelle gegossenes (CIP) flüssiges Harz und thermoplastisches Polyurethan (TPU) verwendet werden. Es sind Zwischenlagen mit erweiterten Funktionen erhältlich, die über das Verbinden der Glasschichten hinausgehen. Die Erfindung kann Zwischenlagen umfassen, die zum Dämpfen von Schall ausgelegt sind. Solche Zwischenlagen bestehen ganz oder teilweise aus einer Kunststoffschicht, die weicher und flexibler ist als die normalerweise verwendete. Die Zwischenlage kann auch von einem Typ sein, der Sonnendämpfungseigenschaften aufweist.
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Automobilzwischenlagen werden durch ein Extrusionsverfahren hergestellt. Eine glatte Oberfläche neigt dazu, am Glas zu haften, was es schwierig macht, sie auf dem Glas zu positionieren, und Luft einzufangen. Um die Handhabung der Kunststofffolie und das Entfernen von Luft (Entlüften) aus dem Laminat zu erleichtern, wird die Oberfläche des Kunststoffs normalerweise geprägt. Standarddicken für Automobil-PVB-Zwischenlagen bei 0,38 mm und 0,76 mm (15 und 30 mil).
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Anstatt einen Entfroster mittels eines Siebdruck-Silbers auf der Oberfläche Nummer vier oder Laminieren eines eingebetteten Drahts, einer leitfähigen Beschichtung oder einer Mikrogitterschaltung innerhalb des Laminats herzustellen, wird die Entfrosterschaltung getrennt vom Laminat hergestellt und dann mit der Oberfläche Nummer vier verbunden. Die Entfrosterschaltung kann vor einem Laminieren aufgebracht werden, abhängig von dem Material, das zum Verbinden der Schaltung verwendet wird, oder zu einem beliebigen Zeitpunkt danach. Die Entfrosterschaltung kann unter Verwendung einer gewöhnlichen Automobilzwischenlage, eines optischen Klebstoffs, eines Laminierharzes oder eines anderen geeigneten Mittels verbunden werden. Wie in 2, 3, 4, 5 und 6 gezeigt, umfasst die erfindungsgemäße Entfrosterschaltung mindestens eine Klebeschicht 26, mindestens eine Widerstandsschaltung mit Sammelschienen 14 und Leitungen 16 und mindestens eine Abdeckung 28. Die Abdeckung 28 kann Kunststoff, Glas oder ein anderes geeignetes transparentes Material umfassen. Die Widerstandsschaltung kann eine Mikrogitterschaltung 24, eine eingebettete Drahtschaltung 22, gedrucktes Silber, eine leitfähige Beschichtung 18 oder einen leitfähigen beschichteten Film (leitfähige Beschichtung 18 an einem Kunststofffilm 30) umfassen. Sammelschienen umfassen eine leitfähige Tinte oder dünne flache Kupferleiter. Die Leitungen für den Stromanschluss sind mit einer Sammelschiene verlötet. Die Widerstandsschaltung ist durch die Abdeckung geschützt. Die Schaltung befindet sich immer zwischen der Hauptfläche der Abdeckung (auf der Windschutzscheibenseite der Abdeckung) und der Windschutzscheibe. Das Mikrogitter oder die leitfähige Beschichtung kann an einem Film abgeschieden sein, in welchem Fall zwei Klebeschichten erforderlich oder direkt auf der Abdeckung sind. Die Abdeckung kann dünnes Glas umfassen. Die Abdeckung kann ein chemisch gehärtetes Glas umfassen. Die Abdeckung kann auf die Krümmung der Windschutzscheibe gebogen sein. Die Abdeckung kann teilweise gebogen oder flach angebracht und flach gebogen sein. Zusätzlich zu den herkömmlichen Automobil-Zwischenlagen können auch optisch klare Klebstoffe (OCA) als Klebeelemente zum Befestigen des Heizelements in der Windschutzscheibe angewendet werden. Diese Klebstoffe werden gebildet, indem optisch klare Harze (OCR) bei ~ 70 °C teilweise gehärtet werden und biegsame Filme gebildet werden, die ebenfalls einen gewissen Grad an Haftung aufweisen. Diese Filme können Acryle, Epoxidharze, Silikone und Urethane umfassen, die so angeordnet sind, dass sie mit den zu verbindenden Oberflächen kompatibel sind. Durch Anordnen der Elemente in die laminierte Windschutzscheibe wird dann Vakuum angelegt, um einen effektiven Verbindungsprozess sicherzustellen. Danach werden Härtungsmittel wie UV, Hitze, Elektronen und Feuchtigkeit angewendet, um die endgültige laminierte Windschutzscheibe mit einem Heizelement zu bilden. Laminierharze bestehen ebenfalls aus denselben Klebstoffmaterialien, jedoch in flüssigem Zustand. Ihre Anwendung besteht aus den gleichen Schritten wie die von optisch klaren Klebstoffen. Beide Lösungen können auch angewendet werden, je nachdem, wie kompatibel die zu verbindenden Oberflächen mit diesen Klebstoffen sind.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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- 1. Eine Windschutzscheibe, ähnlich zu der, die in 8 dargestellt ist, weist eine Öffnung für das Sichtfeld 32 der Kamera in der schwarzen Verdunkelung 6, die eine trapezförmige Form von ungefähr 90 mm an der Oberseite bis 180 mm an der Unterseite und eine Höhe von 110 mm für eine beheizte Fläche von - 1,5 dm2 aufweist, auf. Die Entfrosterschaltung ist dafür designt eine Leistungsdichte von mindestens 15 Watt/dm2 aufzuweisen. Mit einer beheizten Fläche von 1,5 dm2 muss die Mindestleistung 22,5 Watt betragen. Die Versorgungsspannung beträgt 13 Volt.
Das Laminat weist eine 2,5 mm dicke klare Standard-Kalknatronglas-Außenschicht 201 und eine 2,1 mm grüne Solar-Kalknatronglas-Innenschicht 202 auf. Die Verdunkelung 6 ist auf Oberfläche zwei und Oberfläche vier siebgedruckt. Die Verdunkelung 6 umrahmt den Bereich des Kamera-Sichtfelds 32 und verbirgt die Kameraanordnung. Die Glasschichten sind unter Verwendung eines Schwerkraftbiegeverfahren thermisch gebogen.
In dieser Ausführungsform umfasst die Entfrosterschaltung eine Mikrogitterschaltung 24, wie in 7 gezeigt, die 10 µm-Leitungen umfasst, die so ausgelegt sind, dass sie die elektrischen Anforderungen erfüllen. Die Dicke der Leitungen ist so gesteuert, dass die Leistungsanforderungen erfüllt werden. Das trapezförmige Design führt dazu, dass die Leitungen oben einen geringeren Widerstand aufweisen und mehr Strom verbrauchen als die Leitungen unten. Um dies zu kompensieren ist der Abstand zwischen den Leitungen, in einer Weise variiert, die direkt proportional zu ihrer Leistung ist. Dies führt zu einer gleichmäßigen Leistungsdichte von oben nach unten. Das Gitter ist auch mit vertikalen Leitungen versehen. Während eines normalen Betriebs fließt wenig oder gar kein Strom in den vertikalen Leitungen, da die Spannung ausgeglichen wird. Sollte eine Leitung ausfallen, bieten die vertikalen Leitungen eine Maßnahme für eine Fehlertoleranz, da der Strom einen alternativen Weg um die Unterbrechung hat. Die vertikalen Leitungen helfen auch dabei, die Leistung in der Schaltung auszugleichen, wenn eine Variation in der Leitungsbreite oder -dicke aufgrund von Herstellungsschwankungen und Toleranzen vorliegt.
Während der Anordnung des Laminats wird, wie in 5 gezeigt, eine Schicht aus 0,36 mm PVB (Klebeschicht) 26 auf die Oberfläche Nummer vier des Laminats platziert, gefolgt von der Mikrogitterschaltung 24, die auf einem 50 µm PET-Kunststofffilm 30 abgeschieden ist, einer weiteren 0,36 Schicht PVB (Klebeschicht) 26 und dann einer chemisch gehärteten 0,4 mm flachen Aluminiumsilikatglasabdeckung 28. Die flache Glasabdeckung 28 ist im Autoklaven kaltgebogen. Das angeordnete Laminat wird unter Verwendung von Standard-Automobil-Laminiergeräten verarbeitet.
- 2. Die Windschutzscheibe weist, ähnlich zu der die in 8 dargestellte ist, eine rechteckige Öffnung für das Kamera-Sichtfeld 32, in der schwarzen Verdunkelung 6, die oben 200 mm breit ist und eine Höhe von 100 mm aufweist für eine beheizte Fläche von ~ 2 dm2, auf. Die Entfrosterschaltung ist dafür designt eine Leistungsdichte von mindestens 15 Watt/dm2 aufzuweisen. Mit einer beheizten Fläche von 1,5 dm2 muss die Mindestleistung 30 Watt betragen. Die Versorgungsspannung beträgt 13 Volt.
Das Laminat weist eine 2,5 mm dicke klare Standard-Kalknatronglas-Außenschicht 201 und eine 2,1 mm grüne Solar-Kalknatronglas-Innenschicht 202 auf. Die Verdunkelung 6 ist auf Oberfläche zwei und Oberfläche vier siebgedruckt. Die Verdunkelung 6 umrahmt den Bereich des Kamera-Sichtfelds 32 und verbirgt die Kameraanordnung. Die Glasschichten sind unter Verwendung eines Schwerkraftbiegeverfahren thermisch gebogen.
In dieser Ausführungsform umfasst die Entfrosterschaltung eine Mikrogitterschaltung 24, wie in 2 gezeigt, die 10 µm-Leitungen umfasst, die so ausgelegt sind, dass sie die elektrischen Anforderungen erfüllen. Die Dicke der Leitungen ist so gesteuert, dass die Leistungsanforderungen erfüllt werden. Das rechteckige Design ermöglicht einen gleichmäßigen Leitungsabstand. Dies führt zu einer gleichmäßigen Leistungsdichte von oben nach unten.
Während der Anordnung des Laminats wird, wie in 2 gezeigt, eine Schicht aus 0,36 mm PVB (Klebeschicht) 26 auf die Oberfläche Nummer vier des Laminats platziert, gefolgt von der Mikrogitterschaltung 24, die auf einer 0,4 mm chemisch gehärteten flachen Aluminiumsilikatglasabdeckung 28 abgeschieden ist. Die flache Glasabdeckung 28 ist im Autoklaven kaltgebogen. Das angeordnete Laminat wird unter Verwendung von Standard-Automobil-Laminiergeräten verarbeitet.
- 3. Die Windschutzscheibe weist, ähnlich zu der die in 8 dargestellte ist, eine rechteckige Öffnung für das Kamera-Sichtfeld 32, in der schwarzen Verdunkelung 6, die oben 200 mm breit ist und eine Höhe von 100 mm aufweist für eine beheizte Fläche von ~ 2 dm2, auf. Die Entfrosterschaltung ist dafür designt eine Leistungsdichte von mindestens 15 Watt/dm2 aufzuweisen. Mit einer beheizten Fläche von 1,5 dm2 muss die Mindestleistung 30 Watt betragen. Die Versorgungsspannung beträgt 13 Volt.
Das Laminat weist eine 2,5 mm dicke klare Standard-Kalknatronglas-Außenschicht 201 und eine 2,1 mm grüne Solar-Kalknatronglas-Innenschicht 202 auf. Die Verdunkelung 6 ist auf Oberfläche zwei und Oberfläche vier siebgedruckt. Die Verdunkelung 6 umrahmt den Bereich des Kamera-Sichtfelds 32 und verbirgt die Kameraanordnung. Die Glasschichten sind unter Verwendung eines Schwerkraftbiegeverfahren thermisch gebogen.
In dieser Ausführungsform umfasst die Entfrosterschaltung einen transparenten leitfähigen beschichteten Film, wie in 6 gezeigt, der so designt ist, dass er die elektrischen Anforderungen erfüllt. Der ausgewählte Beschichtungsstapel schwächt Rot nicht ab.
Während der Anordnung des Laminats wird, wie in 6 gezeigt, eine Schicht aus 0,36 mm PVB (Klebeschicht) 26 auf die Oberfläche Nummer vier des Laminats platziert, gefolgt von der transparenten leitfähigen Beschichtung 18, die auf einem 50 µm PET-Kunststofffilm 30 abgeschieden ist, einer weiteren 0,36 Schicht PVB (Klebeschicht) 26 und dann eine chemisch gehärteten 0,4 mm flachen Aluminiumsilikatglasabdeckung 28. Die flache Glasabdeckung 28 ist im Autoklaven kaltgebogen. Das angeordnete Laminat wird unter Verwendung von Standard-Automobil-Laminiergeräten verarbeitet.
- 4. Die Windschutzscheibe weist, ähnlich zu der die in 8 dargestellte ist, eine rechteckige Öffnung für das Kamera-Sichtfeld 32, in der schwarzen Verdunkelung 6, die oben 200 mm breit ist und eine Höhe von 100 mm aufweist für eine beheizte Fläche von ~ 2 dm2, auf. Die Entfrosterschaltung ist dafür designt eine Leistungsdichte von mindestens 15 Watt/dm2 aufzuweisen. Mit einer beheizten Fläche von 1,5 dm2 muss die Mindestleistung 30 Watt betragen. Die Versorgungsspannung beträgt 13 Volt.
Das Laminat weist eine 2,5 mm dicke klare Standard-Kalknatronglas-Außenschicht 201 und eine 2,1 mm grüne Solar-Kalknatronglas-Innenschicht 202 auf. Die Verdunkelung 6 ist auf Oberfläche zwei 102 und Oberfläche vier des Laminats siebgedruckt. Die Verdunkelung 6 umrahmt den Bereich des Kamera-Sichtfelds 32 und verbirgt die Kameraanordnung. Die Glasschichten sind unter Verwendung eines Schwerkraftbiegeverfahren thermisch gebogen.
In dieser Ausführungsform umfasst die Entfrosterschaltung eine transparente leitfähige Beschichtung 18, abgeschieden auf der Abdeckung 28, wie in 3 gezeigt. Der ausgewählte Beschichtungsstapel schwächt Rot nicht ab.
Während der Anordnung des Laminats wird eine Schicht aus 0,36 mm PVB (Klebeschicht) 26 auf die Oberfläche Nummer vier des Laminats platziert, gefolgt von der transparenten leitfähigen beschichteten chemisch gehärteten 0,4 mm flachen Aluminiumsilikatglasabdeckung 28. Die flache Glasabdeckung 28 ist im Autoklaven kaltgebogen. Das angeordnete Laminat wird unter Verwendung von Standard-Automobil-Laminiergeräten verarbeitet.
- 5. Die Windschutzscheibe weist, ähnlich zu der die in 8 dargestellte ist, eine rechteckige Öffnung für das Kamera-Sichtfeld 32, in der schwarzen Verdunkelung 6, die oben 200 mm breit ist und eine Höhe von 100 mm aufweist für eine beheizte Fläche von ~ 2 dm2, auf. Die Entfrosterschaltung ist dafür designt eine Leistungsdichte von mindestens 15 Watt/dm2 aufzuweisen. Mit einer beheizten Fläche von 1,5 dm2 muss die Mindestleistung 30 Watt betragen. Die Versorgungsspannung beträgt 13 Volt.
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Das Laminat weist eine 2,5 mm dicke klare Standard-Kalknatronglas-Außenschicht 201 und eine 2,1 mm grüne Solar-Kalknatronglas-Innenschicht 202 auf. Die Verdunkelung 6 ist auf Oberfläche zwei 102 und Oberfläche vier des Laminats siebgedruckt. Die Verdunkelung 6 umrahmt den Bereich des Kamera-Sichtfelds 32 und verbirgt die Kameraanordnung. Die Glasschichten sind unter Verwendung eines Schwerkraftbiegeverfahren thermisch gebogen.
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In dieser Ausführungsform umfasst die Entfrosterschaltung eine eingebettete Drahtschaltung 22, die so designt ist, dass sie die Leistungsanforderungen erfüllt, unter Verwendung eines 18 µm Wolframdrahtes, der in eine 0,76-Schicht PVB (Klebeschicht) 26 eingebettet ist.
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Während der Anordnung des Laminats wird, wie in 4 gezeigt, PVB mit eingebettetem Draht auf die Oberfläche Nummer vier des Laminats platziert, gefolgt von der chemisch gehärteten 0,4 mm flachen Aluminiumsilikatglasabdeckung 28. Die flache Glasabdeckung 28 ist im Autoklaven kaltgebogen. Das angeordnete Laminat wird unter Verwendung von Standard-Automobil-Laminiergeräten verarbeitet.
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In einigen Ausführungsformen (in den Figuren nicht gezeigt) umfasst eine laminierte Verglasung mit einem Kamera-Sichtfeld eine äußere und eine innere Glasschicht, wobei die innere Glasschicht einen Ausschnitt im Kamera-Sichtfeld aufweist. Die laminierte Verglasung umfasst ferner eine Kunststoffverbindungsschicht, die zwischen der äußeren und der inneren Glasschicht angeordnet ist, eine Widerstandsheizschaltung, die dazu eingerichtet ist, mindestens einen Teil des Sichtfelds der Kamera zu erhitzen, und eine transparente Glasabdeckung, die in den Ausschnitt passt; wobei sich die Widerstandsheizschaltung zwischen der transparenten Glasabdeckung und der äußeren Glasschicht befindet. Zusätzlich kann in einigen Ausführungsformen die transparente Glasabdeckung mittels der mindestens einen Kunststoffbindungsschicht mit der äußeren Glasschicht verbunden sein. In einigen bevorzugten Ausführungsformen umfasst die laminierte Verglasung ferner mindestens eine Klebeschicht, wobei die mindestens eine Kunststoffschicht einen Ausschnitt im Sichtfeld der Kamera aufweist und wobei die transparente Glasabdeckung mittels der mindestens einen Klebeschicht mit der äußeren Glasschicht verbunden ist.