DE202020005518U1 - Verglasungseinheit und Fahrzeug mit einer solchen - Google Patents
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Abstract
Verglasungseinheit (2; 2') eines Fahrzeugs (5), umfassend eine Außenscheibe (2a) und eine Innenscheibe (2b), die über mindestens eine thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden sind, und die in einem kantennahen Kameramontagebereich, in dem im montierten Zustand (1) der Verglasungseinheit auf der Innenseite der Innenscheibe (2b) eine nach außerhalb des Fahrzeuges gerichtete Kamera (6) angebracht ist, eine Krümmung aufweist, wobei im Kameramontagebereich ein Ausschnitt (4; 4.2; 4.3)
(i) nur in der Innenscheibe (2b) oder
(ii) in der Innenscheibe (2b) und in mindestens einer Zwischenschicht (2e) einer Mehrzahl von Zwischenschichten (2c; 2d, 2e), aber nicht in allen Zwischenschichten (2c; 2d, 2e), wobei der Ausschnitt (4; 4.2; 4.3) keine Einlegeteil aufweist, angeordnet ist, wobei die Abmessungen des Ausschnitts (4; 4.2; 4.3) größer als die Abmessungen des Blickfeldes (F) der Kamera in der Verglasungseinheit-Ebene sind.
(i) nur in der Innenscheibe (2b) oder
(ii) in der Innenscheibe (2b) und in mindestens einer Zwischenschicht (2e) einer Mehrzahl von Zwischenschichten (2c; 2d, 2e), aber nicht in allen Zwischenschichten (2c; 2d, 2e), wobei der Ausschnitt (4; 4.2; 4.3) keine Einlegeteil aufweist, angeordnet ist, wobei die Abmessungen des Ausschnitts (4; 4.2; 4.3) größer als die Abmessungen des Blickfeldes (F) der Kamera in der Verglasungseinheit-Ebene sind.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Verglasungseinheit eines Fahrzeugs, umfassend eine Außenscheibe und eine Innenscheibe, die über mindestens eine thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden sind, und die in einem kantennahen Kameramontagebereich, in dem im montierten Zustand der Verglasungseinheit auf der Innenseite der Innenscheibe eine nach außerhalb des Fahrzeuges gerichtete Kamera angebracht ist, eine Krümmung aufweist. Sie betrifft des Weiteren ein Fahrzeug, in dem eine solche Verglasungseinheit montiert ist.
- In modernen Fahrzeugen, insbesondere Straßenfahrzeugen, werden zunehmend Kameras verbaut, um jedenfalls für bestimmte Fahrzustände die Umgebung zu erfassen und die gewonnenen Aufnahmen entweder dem Fahrer selbst oder Fahrerassistenzsystemen bereitzustellen. Je nach Einsatzzweck sind solche Kameras in die Karosseriestruktur integriert, oder sie sind auf der Innenseite von Fahrzeugscheiben, insbesondere der Frontscheibe oder der Rückscheibe, platziert. Auf der Innenseite von Fahrzeugscheiben positionierten Kameras kommt vielfach eine besonders große Bedeutung bei der Erfassung der Fahrzeugumgebung zu.
- Daher besteht die Forderung, dass diese Kameras Bilder mit hoher Auflösung und minimalen Bildverzerrungen liefern müssen. Derartige Verzerrungen können insbesondere in Systemen, die das autonome Fahren erlauben sollen, zu schwerwiegenden Fehlinterpretationen der Verkehrssituation führen und sind daher weitestgehend zu vermeiden.
- Die Formgestaltung moderner Fahrzeuge, insbesondere auch von PKWs, schließt normalerweise mehrfach gekrümmte Front- und Heckscheiben, vielfach aber auch gekrümmte Seitenscheiben, ein. Jedenfalls die Front- und Heckscheiben weisen einen mehrschichtigen Aufbau der eingangs charakterisierten Art auf. Krümmungsbereiche in diesem Aufbau, der eine optische Kopplung zwischen Außen- und Innenscheibe bewirkt, führen aufgrund der geringfügig unterschiedlichen Krümmung beider Scheiben nahezu zwangsläufig zu Verzerrungen in den Bildern einer Kamera, die die Umgebung durch eine solche Scheibe hindurch aufnimmt.
- Im Sinne der obengenannten Anforderungen besteht mithin die Aufgabe der Bereitstellung einer gattungsgemäßen Verglasungseinheit, die es einer auf der Innenseite montierten Kamera ermöglicht, weitestgehend verzerrungsfreie Bilder der Fahrzeugumgebung zu liefern.
- Das deutsche Gebrauchsmuster
DE 202019102137 U1 offenbart eine Fahrzeug-Verbundscheibe, bei welcher die thermoplastische Zwischenschicht im Bereich des Sichtraumwinkels eines Detektors eine Aussparung aufweist. Ergänzend kann die Innenscheibe im Bereich der Aussparung mit einem Loch versehen sein, um einen Druckausgleich zu ermöglichen. - Die internationale Patentanmeldung
WO 2018/178883 A1 - Die deutsche Patentanmeldung
DE 102007042028 A1 offenbart eine Verbundscheibe, bei welcher die Innenscheibe und die thermoplastische Zwischenschicht im Bereich des Sichtraumwinkels eines Detektors mit einer Aussparung versehen sind. - Diese Aufgabe wird durch eine Verglasungseinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Fortbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
- Die erfindungsgemäße Verglasungseinheit (Verbundscheibe) umfasst mindestens eine Außenscheibe und eine Innenscheibe, die über mindestens eine Zwischenschicht miteinander verbunden sind. Die Verbundscheibe ist dafür vorgesehen, in einer Fensteröffnung beispielsweise eines Fahrzeugs, den Innenraum gegenüber der äußeren Umgebung abzutrennen. Mit Innenscheibe wird im Sinne der Erfindung die dem Innenraum zugewandte Scheibe bezeichnet. Mit Außenscheibe wird die der äußeren Umgebung zugewandte Scheibe bezeichnet. Die thermoplastische Zwischenschicht dient der Verbindung der beiden Scheiben, wie es bei Verbundscheiben üblich ist.
- Die Außenscheibe und die Innenscheibe sind bevorzugt aus Glas gefertigt. Grundsätzlich können sie aber auch aus Kunststoff bestehen. Die Dicke der Außenscheibe und der Innenscheibe kann breit variieren und so den Erfordernissen im Einzelfall angepasst werden. Die Außenscheibe und die Innenscheibe haben üblicherweise eine Dicke von 1 mm bis 3 mm, bevorzugt von 1,5 mm bis 2,5 mm. Die Scheiben können klar sind, oder auch getönt oder gefärbt, solange die Windschutzscheibe im zentralen Sichtbereich eine ausreichende Lichttransmission aufweist, bevorzugt mindestens 70 % im Haupt-Durchsichtbereich A gemäß ECE-R43.
- Die Außenscheibe, die Innenscheibe und/oder die Zwischenschicht können weitere geeignete, an sich bekannte Beschichtungen aufweisen, beispielsweise Antireflexbeschichtungen, Antihaftbeschichtungen, Antikratzbeschichtungen, photokatalytische Beschichtungen oder Sonnenschutzbeschichtungen oder Low-E-Beschichtungen) .
- Die Erfindung schließt in ihren verschiedenen Ausprägungen den Gedanken ein, die durch die unterschiedliche Krümmung von Außen- und Innenscheibe und die durch die thermoplastische Zwischenschicht bewirkte Kopplung zwischen diesen verursachten optischen Verzerrungen dadurch zu vermeiden, dass lokal in einem Blickfeld einer an der Scheibe angeordneten Kamera entweder keine Krümmungsunterschiede oder keine Kopplung vorhanden sind, oder beides.
- In einer ersten Ausprägung führt dies zu dem Gedanken, bereichsweise (nämlich im Blickfeld der Kamera) ausschließlich die Innenscheibe wegzulassen, d.h. nur die Innenscheibe (und nicht die eine oder mehreren thermoplastischen Zwischenschichten) weist eine Aussparung auf. Denkbar wäre auch, die Außenscheibe mit einer Aussparung zu versehen, was jedoch aus praktischen Erwägungen nicht in Betracht kommt.
- Moderne Verglasungseinheiten weisen vielfach mehrere Zwischenschichten bzw. einen Zwischenschicht-Stapel auf, um verschiedene Anforderungen der Fahrzeughersteller besser erfüllen zu können. Ein solcher Zwischenschicht-Stapel kann insbesondere elektrooptische Funktionselemente, wie eine elektrisch gesteuerte Sonnenblende, realisieren oder zur Abtönung von Bereichen der Verglasungseinheit dienen.
- Gemäß einer zweiten Ausprägung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass, ergänzend zur Aussparung der Innenscheibe, im Blickfeld der Kamera nur ein Teil des Zwischenschicht-Stapels, d.h. eine oder mehrere Zwischenschichten, jedoch nicht alle Zwischenschichten, einen entsprechend dimensionierten Ausschnitt aufweisen. Aus physikalischer Sicht, also zur Unterbindung der unerwünschten mechanischen und optischen Kopplung zwischen Außen- und Innenscheibe, ist die Bildung eines Ausschnitts nur in einem Teil der Zwischenschichten ausreichend. Gegebenenfalls kann es auch ausreichen, eine Klebstoffbeschichtung auf der Zwischenschicht oder einer der Zwischenschichten im Blickfeld der Kamera partiell wegzulassen. In diesem Fall befindet sich in der Aussparung der Innenscheibe, sowie in der Aussparung der mindestens einen Zwischenschicht, kein Einlegeteil.
- Der Ausschnitt in der Innenscheibe und gegebenenfalls in mindestens einer der Zwischenschichten kann in der Draufsicht trapezförmig oder auch rechteckförmig sein. In dieser Form entspricht er der üblichen Form des Blickfeldes von in Fahrzeugen hinter den Scheiben eingesetzten Kameras. Jedoch kann auch ein kreis- oder ellipsenförmiger Ausschnitt vorgesehen sein, dessen Außenkontur natürlich das vollständige Blickfeld der Kamera in der Verglasungseinheit-Ebene einschließen sollte. Eine solche Kontur des Ausschnitts ohne Ecken kann insofern vorteilhaft sein, als damit Spannungsspitzen und somit eine zusätzliche mögliche Quelle von Verzerrungen im Kamerabild vermieden werden.
- In einer besonders wichtigen Ausgestaltung handelt es sich bei der Verglasungseinheit um eine Frontscheibeneinheit (Windschutzscheibe) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines PKW.
- Eine Windschutzscheibe weist eine Oberkante und eine Unterkante auf sowie zwei zwischen Oberkante und Unterkante verlaufende Seitenkanten auf. Mit Oberkante wird diejenige Kante bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage nach oben zu weisen. Mit Unterkante wird diejenige Kante bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage nach unten zu weisen. Die Oberkante wird häufig auch als Dachkante und die Unterkante als Motorkante bezeichnet.
- Die Erfindung ist dann insbesondere derart ausgeführt, dass - entsprechend der gewünschten Anbringungsposition einer oder mehrerer Kameras - der Ausschnitt nahe der Oberkante oder einer der Seitenkanten vorgesehen ist, und zwar außerhalb des oben spezifizierten Sichtfeldes B. Dies sind zugleich diejenigen Bereiche der Windschutzscheibe, wo aufgrund der bei aktuellen Formgestaltungen relativ ausgeprägten Krümmung die Anwendung der Erfindung besonders wirkungsvoll ist.
- Falls die Frontscheibe mit mehreren Kameras ausgestattet werden soll, können entsprechend auch mehrere Ausschnitte vorgesehen sein, oder es wird - bei nahe benachbarten Kameras - ein zusammenhängender größerer Ausschnitt gebildet, der die Blickfelder der benachbarten Kameras einschließt. Ein solcher größerer Ausschnitt kann insbesondere im zentralen Bereich der Windschutzscheibe nahe deren Oberkante (oder auch analog in einem zentralen Bereich einer Rückscheibe nahe deren Oberkante) vorgesehen sein, um zu gewährleisten, dass mehrere dort angeordnete Kameras mit unterschiedlichen Blickrichtungen verzerrungsfreie Bilder liefern. Die vorteilhafte Wirkung der Erfindung kommt dann noch ausgeprägter zum Tragen, wenn die Blickrichtung (Mittenachse des Blickfeldes) einer Kamera nicht senkrecht auf der entsprechenden Verglasungseinheit, also z. B. Frontscheibe oder Rückscheibe, steht.
- Die Erfindung wird anhand von Figuren und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung ist eine schematische Darstellung und nicht maßstabsgetreu. Die Figuren schränken die Erfindung in keiner Weise ein. Es zeigen:
-
1 eine Draufsicht auf eine erste Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe als Windschutzscheibe eines PKW; -
2 einen Querschnitt durch die Windschutzscheibe aus1 nahe deren Oberkante, gemäß einer Ausführung, welche nicht Teil der Erfindung ist; -
3 einen Querschnitt durch die Windschutzscheibe aus1 nahe deren Oberkante, gemäß einer Ausführung der Erfindung; -
4 einen Querschnitt durch die Windschutzscheibe aus1 nahe deren Oberkante, gemäß einer Ausführung, welche nicht Teil der Erfindung ist; -
5 einen Querschnitt durch die Windschutzscheibe aus1 nahe deren Oberkante, gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung und -
6 eine Gesamt-Schnittansicht der Windschutzscheibe aus1 mit einer dahinter angebrachten Kameraeinheit, montiert in einem PKW. -
1 zeigt in einer schematischen Draufsicht eine Frontscheibenanordnung1 eines PKW, die eine Verglasungseinheit (Verbundscheibe)2 und eine auf deren Innenseite montierte Kamerabaugruppe3 umfasst. Im Bereich der Kamerabaugruppe3 , nahe der Oberkante der Verglasungseinheit2 , ist ein trapezförmiger Ausschnitt4 in deren Innenscheibe und/oder einer oder mehreren thermoplastischen Zwischenschichten vorgesehen; siehe dazu die2-6 und die nachfolgenden Erläuterungen. Der Ausschnitt4 hat in der dargestellten Ausführung die Gestalt eines Trapezes und stimmt mit der Gestalt des Blickfeldes einer Kamera in der Kamerabaugruppe3 (bezogen auf die Ebene der Verglasungseinheit) überein. -
2 zeigt, in einer Schnittdarstellung längs der SchnittlinieA-A in1 , eine erste Ausführung der Verglasungseinheit2 nach1 , welche nicht Teil der Erfindung ist. Diese umfasst eine Außenscheibe2a , eine Innenscheibe2b und eine einzelne thermoplastische Zwischenschicht2c . In der schematischen Darstellung ist der Bereich der Frontscheibe2 eben dargestellt; in der Praxis handelt es sich jedoch um einen Krümmungsbereich. Die Außenscheibe hat beispielhaft eine Dicke von 2,1 mm und besteht aus einem üblicherweise eingefärbten Kalk-Natron-Glas, und die ebenfalls aus einem Kalk-Natron-Glas bestehende Innenscheibe2b hat eine Dicke von 1,6 mm. Die thermoplastische Zwischenschicht besteht insbesondere aus PVB und kann beispielhaft eine Dicke im Bereich zwischen 0,3 und 1 mm haben. Ein Ausschnitt4.1 mit einer beispielhaften Höhed von 10 cm ist hier sowohl in der Innenscheibe2b als auch in der thermoplastischen Zwischenschicht2c gebildet. -
3 zeigt, in einer der2 entsprechenden Darstellungsweise, eine Realisierungsmöglichkeit des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ausschnitts in der Frontscheibe2 , nämlich einen Ausschnitt4.2 lediglich in der Innenscheibe2b . Im Übrigen entsprechen die Details der Frontscheibe2 den oben in Bezug auf2 genannten. Die thermoplastische Zwischenschicht2c weist keinen Ausschnitt auf. Im Ausschnitt4.3 befindet sich kein Einlegeteil. -
4 zeigt eine Frontscheibe2` mit komplexerem Aufbau, der neben der Außenscheibe2a und der Innenscheibe2b eine Mehrzahl von Zwischenschichten einschließt, und zwar eine erste PVB-Schicht2c , eine partiell dunkel eingefärbte PET-Folie2d und eine zweite PVB-Schicht2e . Die Dicken der einzelnen Polymerfolien können insbesondere im Bereich zwischen 0,2 und 0,5 mm, noch spezieller zwischen 0,3 und 0,4 mm, liegen. Analog zur Ausführung nach2 ist hier ein Ausschnitt4.1 sowohl in der Innenscheibe2b als auch in der gesamten Zwischenschicht, also sämtlichen Schichten2c-2e , gebildet. Diese Ausführung ist nicht Teil der Erfindung. -
5 zeigt, basierend auf dem in4 gezeigten und oben beschrieben Aufbau der Verglasungseinheit 2', eine weitere Realisierungsmöglichkeit der Erfindung. Hier ist ein Ausschnitt4.3 sowohl in der Innenscheibe2b als auch in der inneren PVB-Schicht2e , nicht aber in den weiteren Zwischenschichten2c und2d , ausgebildet. Im Ausschnitt4.3 befindet sich kein Einlegeteil. - Obgleich in
5der Ausschnitt4.3 in der Innenscheibe2b und der Zwischenschicht2e kantengleich dargestellt ist, ist dies nicht erfindungswesentlich. Stattdessen kann ein Ausschnitt in der Zwischenschicht größer als in der Innenscheibe gewählt sein. Ausführungen mit ausgeschnittener Innenscheibe erreichen nach derzeitigem Erkenntnisstand gute optische und Zuverlässigkeits-Eigenschaften. -
6 verdeutlicht schematisch, in einer Schnittansicht des Frontscheibenbereichs eines PKW5 , den üblichen Aufbau der Frontscheibenbaugruppe1 . Hier ist einerseits zu erkennen, dass der Ausschnitt4 in der Verglasungseinheit (Frontscheibe)2 in seinen Abmessungen mindestens dem BlickfeldF einer in der Kamerabaugruppe3 verbauten Kamera6 in der Erstreckungsebene der Verglasungseinheit2 entspricht. Der Ausschnitt4 kann auch etwas größer gewählt sein, sollte aber im Hinblick auf die mögliche Beeinträchtigung der mechanischen Eigenschaften der Verglasungseinheit andererseits nicht unnötig groß sein. Die Figur verdeutlicht weiterhin, dass die an der Innenseite der Frontscheibe montierte Kamerabaugruppe3 den Ausschnitt4 im montierten Zustand vollständig überdeckt, so dass der Ausschnitt für den Nutzer des PKW nicht sichtbar und auch nicht in sonstiger Weise nachteilig wahrnehmbar ist. - Die Ausführung der Erfindung ist insgesamt nicht auf die oben hervorgehobenen Aspekte und oben beschriebenen Beispiele beschränkt, sondern ebenso in einer Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen der anhängenden Ansprüche liegen.
- Bezugszeichenliste
-
- 1
- Frontscheibenbaugruppe
- 2, 2`
- Verglasungseinheit (Frontscheibe)
- 2a
- Außenscheibe
- 2b
- Innenscheibe
- 2c, 2e
- thermoplastische Zwischenschicht (PVB-Schicht)
- 2d
- Polymer-Zwischenschicht (PET-Folie)
- 3
- Kamerabaugruppe
- 4, 4.1, 4.2, 4.3
- Ausschnitt der Verglasungseinheit (Frontscheibe)
- 5
- PKW
- 6
- Kamera
- A-A
- Schnittlinie
- d
- Höhe des Ausschnitts
- F
- Blickfeld der Kamera
- 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 202019102137 U1 [0006]
- WO 2018/178883 A1 [0007]
- DE 102007042028 A1 [0008]
Claims (6)
- Verglasungseinheit (2; 2') eines Fahrzeugs (5), umfassend eine Außenscheibe (2a) und eine Innenscheibe (2b), die über mindestens eine thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden sind, und die in einem kantennahen Kameramontagebereich, in dem im montierten Zustand (1) der Verglasungseinheit auf der Innenseite der Innenscheibe (2b) eine nach außerhalb des Fahrzeuges gerichtete Kamera (6) angebracht ist, eine Krümmung aufweist, wobei im Kameramontagebereich ein Ausschnitt (4; 4.2; 4.3) (i) nur in der Innenscheibe (2b) oder (ii) in der Innenscheibe (2b) und in mindestens einer Zwischenschicht (2e) einer Mehrzahl von Zwischenschichten (2c; 2d, 2e), aber nicht in allen Zwischenschichten (2c; 2d, 2e), wobei der Ausschnitt (4; 4.2; 4.3) keine Einlegeteil aufweist, angeordnet ist, wobei die Abmessungen des Ausschnitts (4; 4.2; 4.3) größer als die Abmessungen des Blickfeldes (F) der Kamera in der Verglasungseinheit-Ebene sind.
- Verglasungseinheit nach
Anspruch 1 , wobei der Ausschnitt (4) in der Draufsicht der Verglasungseinheit trapezförmig oder rechteckig ist. - Verglasungseinheit nach
Anspruch 1 oder2 , wobei der Ausschnitt (4) in der Draufsicht der Verglasungseinheit kreis- oder ellipsenförmig ist. - Verglasungseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, geformt als Frontscheibe (2; 2') eines Straßenfahrzeugs (5), wobei der Ausschnitt (4; 4.1; 4.2; 4.3), bezogen auf den montierten Zustand, nahe der Oberkante oder einer Seitenkante platziert ist.
- Fahrzeug (5) mit einer Verglasungseinheit (2; 2') nach einem der vorangehenden Ansprüche.
- Fahrzeug nach
Anspruch 5 , ausgebildet als Straßenfahrzeug (5), wobei eine Verglasungseinheit (2; 2') nachAnspruch 1 als Frontscheibe montiert ist.
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