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Die Erfindung betrifft eine Verglasung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Die Verglasung ist hierbei insbesondere für ein Fahrzeug, wie etwa Kraftfahrzeug und dergleichen, vorgesehen.
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Bekanntermaßen weisen Verglasungen, wie Scheiben, für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, in ihrer Oberfläche Öffnungen auf, wenn etwa Bauteile, wie eine Antenne und dergleichen, an der Verglasung befestigt werden müssen. Diese Öffnung ist erforderlich, um entsprechende Durchführungen von Bauelementen, wie Leitungen, Bolzen, Befestigungssysteme und dergleichen, für das Bauteil zu ermöglichen.
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Im Stand der Technik gibt es mehrere Verfahren zur Bildung derartiger Öffnungen, deren Größe der Durchführung der erforderlichen Bauelemente entsprechen muss, im Fall einer Antenne etwa die Basis zum Befestigen der Antenne und zwei einziehbare Federkontakte, die aus der Basis der Antenne austreten, die nach innen hindurchgeführt werden müssen.
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Die 1 bis 3 zeigen eine nach dem derzeitigen Stand der Technik hergestellte Öffnung, wobei 1 eine Ansicht von innen her auf den Antennenfuß (1) hier in kreuzschraffierter Darstellung, zeigt. Vom Antennenfuß springen die durch die Öffnung in der Verglasung hindurchzuführenden Bauelemente vor, hier zwei Metallklötzchen (2, 3) und hier in mittiger Anordnung die Basis (4) für die Durchführung der Antenne. Der hierbei erforderliche Öffnungsquerschnitt ergibt sich aus 2, wobei das Rechteck einen Ausschnitt der Verglasung zeigt, innerhalb der die Öffnung (5) ausgebildet ist. 3 zeigt die Verglasung (9) mit der Öffnung (5) von innen her gesehen mit den vorspringenden Bauelementen (2 bis 4).
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Wie die 2 und 3 recht deutlich zeigen, ist der Querschnitt der Öffnung (5) sehr komplex. Für die Herstellung werden derzeit insbesondere die zwei im Folgenden beschriebenen Verfahren eingesetzt.
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Zum einen kann die Öffnung durch spanende Bearbeitung hergestellt werden, wozu in der Regel Diamantwerkzeuge, wie Fräser oder kleine Formschleifscheiben, verwendet werden. Ausgehend von einer kreisförmigen Ausgangsbohrung wird in darauffolgenden Arbeitsgängen entsprechend Material abgetragen. Diese Bearbeitung erfolgt in Bearbeitungszentren mit unterschiedlichen Werkzeugtypen, die automatisch bei der Herstellung der Öffnung gewechselt werden, so dass der gewünschte Umfang des Ausschnitts realisiert werden kann.
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Darüber hinaus werden derartige Komplexöffnungen auch durch Wasserstrahlschneiden realisiert. Dabei wird ein schleifpartikelhaltiger Wasserstrahl unter hohem Druck auf die Oberfläche der Verglasung gesprüht. Die auf die Oberfläche der Verglasung auftreffenden abrasiven Teilchen pressen unter ihrer Wirkung ihrer kinetischen Energie entsprechend Glaspartikel auf und durchbohren somit die Scheibe. Durch entsprechende Bewegung der Ausstoßdüse für den Wasserstrahl in einer zur Glasscheibe parallelen Ebene kann schließlich die Ausgangsbohrung gebildet und daraufhin ein entsprechend gekrümmter Ausschnitt hergestellt werden.
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Sowohl die spanende Bearbeitung wie auch die Bearbeitung durch Wasserstrahlschneiden sind fertigungstechnisch aufwendig und damit kostenintensiv und zudem mit hohen Zykluszeiten belastet.
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Die spanende Bearbeitungstechnik erfordert zunächst, dass eine Ausgangsbohrung realisiert und dann verschiedene Werkzeuge verwendet werden, um den Ausschnitt herzustellen. Der Umstand, dass die bereitzustellende Öffnung geringe Abmessungen aufweist, die sich breitenmäßig im Bereich von etwa 10 mm bewegen kann, wobei dies nicht begrenzend zu verstehen, sondern beispielhaft dargestellt ist, erfordert, dass auch die Werkzeuge entsprechend klein sind, das heißt geringen Durchmesser aufweisen, so dass auch nur eine geringe Abrasionsschicht auf den Werkzeugen vorhanden ist. Da die Werkzeuge einer relativ schnellen Drehbewegung ausgesetzt sind, kommt es zu einem erhöhten Verschleiß dieser Werkzeuge. Zudem muss die Vorschubgeschwindigkeit insoweit herabgesetzt werden, um die Erhitzung der Werkzeuge und der Verglasung zu begrenzen. Auch dies trägt letztendlich zu einem hohen Verschleiß des Werkzeuges bei. Infolge des Werkzeugwechsels und des Verschleißes ergeben sich zahlreiche Einstellarbeiten, was den Arbeitsvorgang insgesamt komplex macht.
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Deswegen ist es schwer, die Station für die Bereitstellung einer solchen komplexen Öffnung einfach in eine vorhandene Anlage integrieren zu können, so dass teilweise auf einen manuellen Betriebsmodus umgeschaltet werden muss, was natürlich die Rentabilität des Erzeugnisses zunichtemacht, oder für die Integration in die vorhandenen Linien für die Herstellung der Verglasung ein spezieller Maschinenintegrator eingebunden werden muss. Diese Option ist teuer, langwierig und technisch unsicher, da die verschiedenen Ausrüstungen nicht für einen gemeinsamen Betrieb ausgelegt sind.
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Es handelt sich somit um eine langwierige und mühsame Technik zum Abtragen von Material, die wenig effizient ist, da am Ende das gesamte Glasvolumen, das der mit den Löchern versehenen Oberfläche entspricht (mit Ausnahme der Ausgangsbohrung), durch die spanende Bearbeitung durch die verschiedenen Werkzeuge, wie Fräser, Formwerkzeuge und dergleichen, zu Staub zerrieben werden müssen. Insbesondere die verschiedenen Werkzeugwechsel erhöhen die Zykluszeiten. Durch die für die Bildung des Öffnungsquerschnitts erforderlichen Spezialwerkzeuge ergibt sich eine Verteuerung des Herstellprozesses, wobei die Werkzeuge aufgrund der Hitzeerzeugung auch entsprechend wassergekühlt werden müssen. Im Falle der Herstellung durch Wasserstrahlschneiden ergeben sich ebenfalls lange Zykluszeiten, da das Schneiden durch einen abrasiven Wasserstrahl eine relativ langwierige Technik zum Abtragen von Material darstellt. Zudem nimmt das Wasser das Schleifmittel auf, welches im Übrigen infolge der Interaktion mit dem Glas schnell zerstört wird, so dass das Schleifmittel über längere Zeiten hin nicht recycelt werden kann. Zudem sind die Schleifpartikel für das Wasserstrahlen entsprechend teuer. Zudem ist die Instandhaltung derartiger Wasserstrahlmaschinen aufwendig, da sich stets Füllstoffe und Bearbeitungsrückstände ansammeln können, die die Maschinen in ihrem Nennbetrieb beeinträchtigen. Insbesondere werden die Pumpen entsprechend stark beansprucht, da sie unter hohem Druck arbeiten und gleichzeitig Schleifmittel aufnehmen müssen. Auch die Ausstoßdüse für den Wasserstrahl ist entsprechend empfindlich und kann aufgrund der abrasiven Teilchen schnell verschlissen werden. Der hierbei eintretende allmähliche Verschleiß der Düse kann auch eine Beeinträchtigung des herzustellenden Öffnungsquerschnitts mit sich bringen, so dass entsprechende Nacharbeiten erforderlich sind.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es somit, eine Verglasung bereitzustellen, die eine einfache, schnelle und kosteneffektive Herstellung ermöglicht. Ferner soll eine einfache Integration der für die Ausarbeitung der Öffnung erforderlichen Werkzeuge in die vorhandenen Anlagen für die Herstellung von Verglasungen ermöglicht werden.
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Diese Aufgabe wird nach Maßgabe der Erfindung durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die in den Unteransprüchen enthaltenen Merkmale gekennzeichnet.
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Nach Maßgabe der Erfindung wird die Öffnung in der Verglasung für die Durchführung entsprechender Bauelemente, etwa im Falle einer Antennenanordnung auf einer Verglasung, durch eine Vielzahl von vorzugsweise kreisförmigen Bohrungen gebildet, die einander überlappen, so dass eine langgestreckte Öffnung ausgebildet wird. Das heißt, die Öffnung ist in einfacher Weise durch eine Reihe aufeinanderfolgender Bohrungen gebildet, wobei sich benachbarte Bohrungen einander überlappen. Dadurch können die Öffnungen mit sehr einfachen Werkzeugen, nämlich Bohrern mit einem vorgegebenen und auf die Öffnung abgestimmten Durchmesser, hergestellt werden. Zudem lässt sich eine solche Bohrstation in einfacher Weise in eine vorhandene Verglasungsanlage integrieren und erfordert das Einbringen der Bohrungen keine hohen Zykluszeiten. Auch der anfallende Verschleiß ist gegenüber den bis dato im Stand der Technik verwendeten Verfahren vergleichsweise gering.
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Insbesondere können zur Bereitstellung derartiger Öffnungen in den zur Herstellung von Verglasungen üblichen Linien vorhandene Ausrüstungen, nämlich Bohrmaschinen, verwendet werden, da sämtliche Linien für die Scheiben, nämlich Schiebeseitenscheiben, Heckscheiben und Dachscheiben, mit entsprechenden Bohrmaschinen ausgestattet sind. Hier werden als Bohrer in der Regel kronenförmige Diamantenwerkzeuge verwendet, mit denen das Glas gleichzeitig auf der oberen und auf der unteren Fläche spanend bearbeitet werden kann, so dass eine einfache und schnelle Bearbeitung zur Herstellung der Öffnungen möglich ist. Erreicht wird dies dadurch, dass nach Maßgabe der Erfindung eine Reihe von Bohrungen realisiert werden, die sich mindestens teilweise überlappen.
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Je nach Grad der Überlappung ergibt sich für die Längsseite bzw. Längsseitenränder der Öffnung eine nur leicht wellige Kontur, die quasi an eine gerade Längsseite angenähert ist. Insoweit ist es vorteilhaft, dass die Bohrungen sich derart stark teilweise überlappen, dass eine langgestreckte Öffnung mit einer Breite gebildet wird, die wenigstens 70%, vorzugsweise wenigstens 80%, insbesondere wenigstens 90%, des Durchmessers der Bohrung entspricht.
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Zweckmäßigerweise sind die Bohrungen mit gleichem Durchmesser ausgelegt, wobei allerdings für unterschiedliche Öffnungen in ein und derselben Verglasung natürlich auch Bohrungen mit unterschiedlichem Durchmesser ohne Weiteres verwendet werden können. Eine Einschränkung ist hierbei nicht vorgesehen.
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Insbesondere wird in einfacher Weise eine Öffnung dadurch realisiert, dass die Bohrungen längs einer geraden Linie gesetzt sind. Im einfachsten Falle ist die Öffnung durch mindestens zwei Bohrungen gebildet, vorzugsweise durch drei bis acht Bohrungen, insbesondere bevorzugt drei oder vier Bohrungen. Im Rahmen der Erfindung liegen aber auch Öffnungen mit mehreren, etwa zwei übereinander angeordneten Reihen.
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Die Öffnung kann außen und innen verkleidet sein, beispielsweise innen durch die Innenverkleidung und außen vorzugsweise durch das anzubringende Bauteil selbst, etwa durch den Antennenfuß.
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Die Erfindung ist sowohl für eine Verbundglasscheibe anwendbar wie auch für eine vorgespannte Verglasung, wobei im Falle von mehreren Scheiben die Öffnung in mindestens an einer Scheibe angeordnet ist. Durch die Erfindung ergibt sich somit eine einfache Anwendung und Integration in bereits vorhandene Linien, eine zuverlässige und wiederholbare Positionierung der Verglasung unter den Bohrmaschinen, was das Verfahren zur Herstellung der Öffnungen vereinfacht.
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Da überdies zahlreiche Prozesslinien für die Bearbeitung der Verglasung mit Bohrmaschinen ausgestattet ist, ergibt sich eine hohe Rentabilität durch Ausnutzung der bereits vorhandenen Bohrmaschinen für die Bereitstellung der Öffnungen. Zudem lässt sich die Zykluszeit entsprechend stark verringern.
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Praktischerweise entspricht die veranschlagbare Zykluszeit der standardmäßigen Zykluszeit zum Bohren eines Loches, multipliziert mit der Anzahl der zu bohrenden Löcher für die Bereitstellung der Öffnung. Insgesamt ergibt sich eine wesentlich schnellere Zykluszeit infolge der Mehrfachbohrungen gegenüber der spanenden Bearbeitungstechnik oder der Wasserstrahltechnik nach dem Stand der Technik, die bisher für die Bereitstellung der Öffnungen eingesetzt wurde.
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Die Praxis hat gezeigt, dass sich mit derartigen Bohrmaschinen auch die Betriebsfehler entsprechend reduzieren, insbesondere weit weniger Beschädigungen an den Verglasungen auftreten, als es im Stand der Technik der Fall ist. Beispielsweise wurden im Rahmen eines Versuches zwanzig Versuche an einer CRDC-Bohrmaschine durchgeführt, ohne dass hierbei bei einer Verglasung mit einer Dicke von 2,1 mm überhaupt nur irgendein Betriebsfehler aufgetreten ist.
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Überdies ist die Anwendungsmöglichkeit mit derart ausgebildeten Öffnungen sehr vielfältig und kann überall dort verwendet werden, wo eine Öffnung benötigt wird, die von außen nicht sichtbar ist. Dies gilt beispielsweise auch für die Befestigung von Dachrelings oder Kabeldurchführungen, wie sie beispielsweise in den
WO 2013/054060 A1 bzw.
US 2015/0236491 A1 beschrieben sind, wobei bei derartigen Ausgestaltungen insbesondere drei einander überlappende Bohrungen vorgesehen sind, um die entsprechende Öffnung zu bilden.
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Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen in rein schematischer Darstellung
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1 eine Ansicht eines an einer Verglasung zu befestigenden Bauteils, hier eines Antennenfußes, von unten her gesehen,
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2 eine in eine Verglasung eingebrachte Öffnung für die Durchführung und Befestigung von Bauelementen für den Anschluss des Bauteils, wie etwa Antennenfuß, wobei die Verglasung schematisch durch ein Rechteck dargestellt ist,
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3 eine Darstellung der aus 2 ersichtlichen Öffnung in der Verglasung mit aufgenommenen Bauelementen und aufgesetztem Antennenfuß, letzterer in strichlierter Darstellung,
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4 eine erfindungsgemäße Ausführungsform der Öffnung in der Verglasung sowie
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5 die aus 4 ersichtliche Öffnung in der Verglasung mit eingesetzten Bauteilen analog der Darstellung zu 3.
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Die 1 bis 3 beschreiben den eingangs beschriebenen Stand der Technik zur Bildung einer in einer Verglasung vorgesehenen Öffnung für die Aufnahme von Bauteilen, wie etwa Leitungen, Kabel, Kontakten und dergleichen. Hierbei stellt die 1 eine Ansicht eines Bauteils von unten, das heißt von innerhalb des Fahrzeugs aus gesehen, dar, hier in Art eines Antennenfußes 1 in kreuzschraffierter Darstellung mit entsprechend angeschlossenen Bauelementen, nämlich hier zwei in der Öffnung angeordneten Metallklötzchen 2 und 3 sowie in mittiger Anordnung eine Befestigungsbasis 4 für die Antenne.
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2 zeigt hierbei den für die Aufnahme in der Verglasung erforderlichen komplexen Ausschnitt zur Bildung der Aufnahmeöffnung 5. Aus 3 geht wiederum, vom Inneren der Verglasung her gesehen, der Aufbau gemäß 1 hervor, gebildet aus Bauteilbasis, hier Antennenfuß 1, den beiden vorspringenden Metallklötzchen bzw. Metallanschlüssen 2, 3 und der dazwischen angeordneten Befestigungsbasis für die Antenne.
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Wie eingangs bereits herausgestellt wurde, bringt die Bereitstellung einer solchen Öffnung mit einem komplexen Querschnitt einen entsprechend hohen Fertigungsaufwand, der kosten- und zeitintensiv ist sowie in der Regel spezieller Werkzeuge bedarf.
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4 zeigt eine bevorzugte Variante der Erfindung in Form einer Öffnung 5, die in diesem Ausführungsbeispiel durch vier aufeinanderfolgende Bohrungen 6a bis 6d gebildet ist, die einander überlappen. Wie 4 zeigt, ist die Überlappung derart stark, dass eine langgestreckte Öffnung 5 mit quasi ebenen, das heißt nur geringfügig gewölbten Längsseiten 7 und 8 gebildet wird. Die Verglasung 9 wird hierbei rein schematisch durch ein Rechteck angedeutet. Bei der Ausführungsform gemäß 4 sind hierbei die Bohrungen 6a bis 6d längs einer geraden Linie gesetzt, was aber keinesfalls zwingend ist. Dadurch ergibt sich ein entsprechendes Langloch mit nahezu ebenen Längsseiten mit beidseitig ausgeführten Wölbungen entsprechend der Darstellung der Öffnung 5 in 4.
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5 zeigt die in der Öffnung 5 aufgenommen Bauteile, von innen her gesehen, so dass der Umriss des Antennenfußes 1 strichliert dargestellt ist. Mit Kreuzschraffur ist der über die Öffnung 5 ersichtliche Antennenfuß angedeutet.
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Von innen her ist die Öffnung letztendlich nicht sichtbar, weil sie durch eine Verkleidung, insbesondere die Innenverkleidung, abgedeckt ist. Von außen her überdeckt zum Beispiel die Basis bzw. der Antennenfuß die Öffnung als Außenverkleidung vollständig, wie ohne Weiteres aus 5 ersichtlich ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt die Verglasung beispielshalber eine Dicke von 2,1 mm, ohne dass hierbei eine Begrenzung vorgegeben ist. Ferner ist der Überlappungsgrad der benachbarten Bohrungen gemäß 4 derart, dass die Mindestbreite der Öffnung, das heißt der Mindestabstand zwischen den gegenüberliegenden Längsseitenrändern 7 und 8, um 90% größer der Durchmesser der Bohrungen ist, die im Übrigen im dargestellten Ausführungsbeispiel gleichen Durchmesser aufweisen, was vorzugsweise, aber keinesfalls zwingend ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2013/054060 A1 [0024]
- US 2015/0236491 A1 [0024]
