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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende offenbarte Erfindung betrifft a Verfahren zur Fertigung einer bündigen Fahrzeugverglasung, und insbesondere ein Verfahren zur Fertigung einer bündigen Fahrzeugverglasung unter Verwendung eines Lasers zum Schneiden einer gekrümmten Verglasung.
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Hintergrund der Erfindung
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In zusammengefügten Produkten wurde die ursprüngliche Form aus verschiedenen Gründen, wie Fertigbarkeit, Sicherheitsaspekten, Ersatzteilen, usw. geteilt. Im Fall von Automobilen, ein Teil des Zusammenfügens entspricht dem Fahrzeugverglasungsbereich. Der Fahrzeugverglasungsbereich muss in Windschutzscheibe, Dach, Heckscheibe, unter anderen, geteilt werden, um funktionelle Gründe zu erfüllen.
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Der traditionelle Fertigungsprozess umfasst das separate Schneiden und Biegen jedes dieser Stücke. Wie in 1A gezeigt wird, werden die Stücke zunächst in Flachglas 1 separat geschnitten und meistens mittels mechanischer Schneidemittel. Danach werden sie einzeln gebogen. Im Biegeprozess wird eine Glasplatte gebogen, um eine spezifische permanente Gestalt einzunehmen, unter Verwendung einer Biegetechnik wie Schwerkraft-Biegen, Druckbiegen, Warmbiegen oder jeder anderen, welche im Stand der Technik wohlbekannt ist.
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Bezüglich des mechanischen Schneidens der einzelnen Stücke, es verringert die Festigkeit des Glases um 60% im Durchschnitt. Die Ränder sind die schwächste Zone, wobei die Festigkeit der einzelnen Stücke mittels der Behandlung der Ränder erhöht werden könnte.
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Das gewöhnlichste Verfahren ist das Schleifen gefolgt von Polieren. Die Festigkeit des Glases wird jedoch nur um ungefähr 30% erhöht.
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Sobald die Fahrzeugverglasungen wie in 1B gezeigt wird zusammengefügt sind, wird die Montage der einzelnen Stücke überprüft, indem die Breite des Spaltes 3 zwischen zwei benachbarten Paneelen und die Ausrichtung der zwei Flächen, auch Bündigkeit genannt, gemessen wird.
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Unter Betrachtung des traditionellen Fertigungsprozesses, ist es schwer eine gute Ausrichtung im endgültigen zusammengefügten Produkt zu erreichen, aufgrund von einer Geometrieabweichung während des Fertigungsprozesses. Da das Schneiden und das Biegen in jedem Stück separat durchgeführt werden, können sowohl die Konturen als auch die Flächen, beim Zusammenfügen, einen bedeutenden Spalt erzeugen.
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Die Spalte zwischen den einzelnen Stücken in einem zusammengefügten Produkt können kritisch für die aerodynamische, akustische und ästhetische Qualität eines Produkts sein. Der Luftwiderstandskoeffizient ist ein Maß der Effektivität einer laminaren aerodynamischen Körpergestalt bei der Verringerung des Luftwiderstandes in Bezug auf die Vorwärtsbewegung eines Fahrzeugs. Diese Spalte erhöhen den Widerstandskoeffizient, sodass ein hoher Luftwiderstand hervorgerufen wird, wenn sich das Fahrzeug bewegt, wodurch der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs erhöht wird. Ebenfalls, aufgrund von den Spalten, wird der Luftstrom im Fahrzeugverglasungsbereich wesentlich turbulenter, sodass das Windgeräusch innerhalb des Fahrzeugs erhöht wird. Andererseits ist das Aussehen von Fahrzeugen, welche eine Reihe von Glasstücken zueinander benachbart mit Spalten in der Mittel derselben aufweisen, nicht besonders ästhetisch ansprechend.
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In diesem Sinn würde es wünschenswert sein, ein Verfahren bereitzustellen, welches die Fertigung eines Fahrzeugverglasungsbereichs ohne Spalte zwischen den benachbarten Flächen derart erlaubt, dass es die zuvor beschriebenen Probleme verringert oder beseitigt.
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Kurze Beschreibung der Erfindung
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Es ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Fertigung einer bündigen Fahrzeugverglasung bereitzustellen, welches das Erreichen einer perfekten Ausrichtung zwischen den benachbarten Abschnitten des Fahrzeugverglasungsbereichs im endgültigen zusammengefügten Produkt erlaubt.
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Dieser Gegenstand kann mittels eines Verfahrens zur Fertigung einer bündigen Fahrzeugverglasung erreicht werden, welche ein Fahrzeugglaspaneel umfasst, welches mindestens zwei benachbarte Abschnitte eines Fahrzeugverglasungsbereichs aufweist. Das Fahrzeugglaspaneel wird innerhalb eines Ofens bei einer vorgegebenen Temperatur T1 für eine vorgegebene Zeitdauer t3 erhitzt, um es mittels eines Biegeprozesses zu biegen, wobei die Temperatur T1 zwischen ungefähr eine Temperatur, bei welcher die Viskosität des Fahrzeugglaspaneels 1013,6 Pa.s ist, und einer Temperatur, bei welcher die Viskosität des Fahrzeugglaspaneels 109 Pa.s ist, liegt und die Zeit t3 genug ist, um dem Fahrzeugglaspaneel eine ausgewählte permanente Krümmung zu verleihen. Das gebogene Fahrzeugglaspaneel wird dann innerhalb des Ofens in den benachbarten Abschnitten einer Schnittlinie entlang geschnitten, bevor die gebogene Fahrzeugverglasung vergütet wird, während es bei der lokalen Temperatur T2 bleibt, wobei die Temperatur T2 zwischen ungefähr eine Temperatur, bei welcher die Viskosität der Schnittlinie 1012,4 Pa.s ist, und einer Temperatur, bei welcher die Viskosität der Schnittlinie 109 Pa.s ist, liegt; und schließlich wird das geschnittene Fahrzeugglaspaneel gekühlt.
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Wie es zu sehen ist, indem ein einziges Paneel gebogen wird, welches alle gewünschte benachbarte Abschnitte des Fahrzeugverglasungsbereich enthält, und es vor dem Kühlen geschnitten wird, erlaubt das Verfahren der vorliegenden Erfindung das Überwinden der Schwierigkeiten beim Zusammenfügen der Fahrzeugverglasung, welche mittels eines traditionellen Prozesses gefertigt wird.
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Zudem, indem das Raumverhältnis zwischen den benachbarten Abschnitten verbessert wird, werden die ästhetische Qualität des Fahrzeugs sowie die Aerodynamik und die Akustik verbessert, was die Verringerung des Kraftstoffverbrauchs und des Geräusches aufgrund von Turbulenz bedeutet. Ferner, indem das Fahrzeugglaspaneel mit geeigneten Schneidemitteln, wie einem Hochleistungslaser, geschnitten wird, werden eine niedrige Rauigkeit und glatte Flächen erzeugt, sodass die Randqualität und die Glashärte verbessert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Flachglas
- 2
- Fahrzeugverglasungsbereich
- 3
- Spalt
- 10
- Fahrzeugglaspaneel
- 11
- benachbarte Abschnitte
- 12
- Windschutzscheibe
- 14
- Dach
- 16
- Heckscheibe
- 20
- Gebogenes Fahrzeugglaspaneel
- 22
- Laser
- 30
- Bündige Fahrzeugverglasung
- 32
- Trennlinie
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Figurenliste
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Diese Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der ausführlichen Beschreibung der folgenden Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen offensichtlich, wobei:
- 1A Stücke eines Fahrzeugverglasungsbereichs flach und separat geschnitten zeigt
- 1B Stücke eines Fahrzeugverglasungsbereichs mit Spalten zusammengefügt zeigt.
- 2 eine erste Ausführungsform der Erfindung zeigt.
- 3 ein gebogenes Fahrzeugglaspaneel zeigt, geteilt in drei Abschnitte, Windschutzscheibe, Dach und Heckscheibe, mittels Laserschneiden.
- 4 eine bündige Fahrzeugverglasung ohne Spalt zwischen benachbarten Abschnitten zeigt.
- 5 eine zweite Ausführungsform der Erfindung zeigt.
- 6 eine dritte Ausführungsform der Erfindung zeigt.
- 7 die Schritte des Verfahrens mit den drei Phasen zeigt: dem Biegen, dem Schneiden und dem Kühlen, wobei T1 und T2 Temperaturbereiche sind.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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Bezugnehmend nun auf die Zeichnungen, werden bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens zur Fertigung einer bündigen Fahrzeugverglasung gezeigt.
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Zu Offenbarungszwecken der Erfindung, der Fahrzeugverglasungsbereich 2 würde aus Windschutzscheibe 12, Dach 14 und Heckscheibe 16 bestehen, wie es in 1B gezeigt wird.
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In einer ersten Ausführungsform umfasst das Fahrzeugglaspaneel 10 drei benachbarte Abschnitte 11 des Fahrzeugverglasungsbereichs, Windschutzscheibe-Dach-Heckscheibe in einem einzigen Teil, wie es in 2 gezeigt wird. Das Fahrzeugglaspaneel 10 wird innerhalb eines Ofens bei einer vorgegebenen Temperatur T1 für eine vorgegebene Zeitdauer t3 erhitzt, um es mittels eines Biegeprozesses zu biegen. Die Temperatur T1 liegt zwischen ungefähr eine Temperatur, bei welcher die Viskosität eines Fahrzeugglaspaneels 10 1013,6 Pa.s ist, und einer Temperatur, bei welcher die Viskosität des Fahrzeugglaspaneels 10 109 Pa.s ist, und die Zeit t3 ist genug, um dem Fahrzeugglaspaneel 10 eine ausgewählte permanente Krümmung zu verleihen. Das gebogene Fahrzeugglaspaneel 20 wird dann in die drei zuvor erwähnten Abschnitte 11, Windschutzscheibe 12, Dach 14 und Heckscheibe 16, durch Schneiden mittels eines Hochleistungslasers 22 geteilt, wie es in 3 gezeigt wird. Das gebogene Fahrzeugglaspaneel 20 wird innerhalb des Ofens einer Schnittlinie entlang, das heißt, bevor die gebogene Fahrzeugverglasung vergütet wird, geschnitten, während es bei einer lokalen T2 bleibt, wobei die Temperatur T2 zwischen ungefähr eine Temperatur, bei welcher die Viskosität der Schnittlinie 1012,4 Pa.s ist, und einer Temperatur, bei welcher die Viskosität der Schnittlinie 109 Pa.s ist, liegt, wobei der Höchstwert von T1 größer als oder gleich der Temperatur T2 ist. Danach wird das geschnittene Fahrzeugglaspaneel gekühlt. Das Ergebnis ist ein ausgezeichnetes Maß an Bündigkeit zwischen den benachbarten Abschnitten 11 des Fahrzeugverglasungsbereichs im endgültigen zusammengefügten Produkt, das heißt, eine bündige Fahrzeugverglasung 30 ohne Spalt zwischen benachbarten Flächen, wie es in 4 gezeigt wird.
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Die Konturen der einzelnen Geometrien erzeugen ein Raumverhältnis, welches als Trennlinie 32 definiert wird. Im Falle des endgültigen Produkts ist die genannte Trennlinie kein Spalt, welcher ins Auge fällt, sondern eine Linie, welche kaum wahrgenommen wird.
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In einer zweiten Ausführungsform umfasst das Fahrzeugglaspaneel 10 zwei benachbarte Abschnitte 11 des Fahrzeugverglasungsbereichs, Windschutzscheibe-Dach in einem einzigen Teil, wie es in 5 gezeigt wird. Die nachfolgenden Schritte sind die gleichen wie bei der vorhergehenden Ausführungsform, und infolgedessen wird ein ausgezeichnetes Maß an Bündigkeit zwischen den genannten zwei benachbarten Abschnitten 11 erhalten.
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Ebenfalls, in einer dritten Ausführungsform umfasst das Fahrzeugglaspaneel 10 zwei benachbarte Abschnitte 11 des Fahrzeugverglasungsbereichs, Dach-Heckscheibe in einem einzigen Teil, wie es in 6 gezeigt wird. Die nachfolgenden Schritte sind die gleichen wie bei der vorhergehenden Ausführungsform, und infolgedessen wird ein ausgezeichnetes Maß an Bündigkeit zwischen den genannten zwei benachbarten Abschnitten 11 erhalten.
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Um dessen mechanischen Eigenschaften aufrechtzuerhalten, benötigt das gebogene Fahrzeugglaspaneel den Schritt des Schneidens vor dem Kühlen. Nach dem Biegen weist das Glaspaneel Zonen in unterschiedlichen Zuständen auf. Manche Zonen sind im Glasübergangszustand, wie die mittlere Zone des endgültigen gebogenen Glaspaneels, während andere sich im Feststoffzustand, wie die Ränder, befinden. Die Ränder werden schnell gekühlt, da sie in Kontakt mit Brisen und Dämpfen sind, sodass Druck in deren inneren Struktur hervorgerufen wird. Der Randdruck ist für das mechanische Verhalten des Glases günstig. Wenn die Ränder geschnitten werden, bevor sie vollständig gekühlt sind, wird die Permanenz dieser Eigenschaft gewährleistet, was beim Schneiden nach dem Kühlen nicht möglich wäre, da das Schneiden eines Randes, welcher bereits unter Druck ist, das Glas schwächen würde und die Bruchwahrscheinlichkeit erhöhen würde.
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7 zeigt eine Graphik der Viskosität (Pa.s) gegen die Temperatur (ºC) für eine bessere Verständnis der Schritte des Verfahrens. Temperaturen T1 und T2 stellen Bereiche dar, in welchen es möglich ist, unterschiedliche Viskositäten zu erreichen, welche das Durchführen der Schritte des Biegens und des Schneidens erlaubt. Wie es gezeigt wird, nach dem Biegen des Fahrzeugglaspaneels bei der Temperatur T1, muss das gebogene Fahrzeugglaspaneel vor der Vergütung geschnitten werden, das heißt, geschnitten werden, während die lokale Temperatur der Schnittline entlang die Temperatur T2 ist. Von Punkt 1 zu 2 wird die Temperatur des Fahrzeugglaspaneels erhöht, um den Schritt des Biegens zu erreichen. Von Punkt 2 zu 3 verringert sich die Temperatur des Fahrzeugglaspaneels, an irgendeinem Punkt von 2 zu irgendeinem Punkt vor 3 könnte das Fahrzeugglaspaneel geschnitten werden, um den Schritt des Schneidens durchzuführen. Die Temperatur des geschnittenen Fahrzeugglaspaneels sinkt dann im Schritt des Kühlens weiter (nicht gezeigt).
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In allen Ausführungsformen wird der Biegeprozess mittels einer Technik durchgeführt, welche aus der Gruppe bestehend aus Schwerkraft-Biegen, Druckbiegen und Kombinationen derselben ausgewählt wird.
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In bevorzugten Ausführungsformen wird der Schritt des Schneidens des gebogenen Fahrzeugglaspaneels mittels eines Hochleistungslasers durchgeführt. In mehreren Ausführungsformen ist der Hochleistungslaser ein diffusionsgekühlter Gaslaser.
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Es muss verstanden werden, dass diese Erfindung nicht auf die zuvor beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen begrenzt ist. Ein Fachmann wird verstehen, dass mehrere Änderungen und/oder Veränderungen durchgeführt werden können, welche nicht vom Grundgedanken der Erfindung abweichen, welcher nur durch die folgenden Ansprüche definiert wird.
