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Die Erfindung betrifft eine Windschutzscheibe mit verbessertem Aufprallschutz.
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Verbundscheiben, welche mindestens zwei Scheiben und mindestens eine zwischen den Scheiben eingeklebte Polymerfolie umfassen, sind seit Jahrzehnten massenhaft in verschiedenen technischen Gebieten, insbesondere bei der Gebäudeverglasung und im Fahrzeugbau, im Einsatz. Die Auswahl der eingesetzten Materialien und die Dimensionierung der Komponenten erfolgt in Abhängigkeit von den Anforderungen des speziellen Einsatzzwecks, insbesondere hinsichtlich der gewünschten mechanischen Belastbarkeit der fertigen Verglasung, unter Beachtung der durch die Rahmung und etwaige Anbauteile gesetzten Randbedingungen.
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In der
US 3,437552 A sind Verbundscheiben umfassend zwei Glasscheiben und eine dazwischenliegende Polyvinylbutyral (PVB)-Schicht offenbart.
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Die
US 6,708,595 B1 offenbart eine Panzerverbundglasscheibe für Kraftfahrzeuge, welche eine Stapelfolge aus mehreren Scheiben und mehreren dazwischenliegenden klebefähigen Zwischenschichten umfasst.
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Speziell in der Automobilindustrie gibt es im Zuge der Bemühungen um eine Gewichtsreduzierung und damit erzielbare Kraftstoff- bzw. Stromeinsparung einen Trend zur Verwendung dünnerer und damit leichterer Gläser in Verbundglasscheiben. Gleichwohl müssen diese Verglasungen definierten mechanischen Anforderungen genügen, die in einschlägigen Industrienormen fixiert sind. Dabei steigen nicht nur die Sicherheitsanforderungen im Hinblick auf Fahrzeuginsassen, sondern auch gegenüber anderen Verkehrsteilnehmern wie Fußgängern. Im Falle eines Frontalzusammenstoßes zwischen einem Fußgänger und einem Auto prallt der Fußgänger mit hoher Wahrscheinlichkeit auf der Motorhaube des Autos auf, wobei sein Kopf auf der Windschutzscheibe des Autos aufschlägt. Dabei kann es zu einer schweren bis hin zu tödlichen Verletzung des Fußgängers kommen, insbesondere, wenn dessen Kopf die Windschutzscheibe durchschlägt und auf weitere Gegenstände wie das Armaturenbrett auftrifft.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Windschutzscheibe bereitzustellen, die einerseits eine höhere Unfallsicherheit für Passanten bietet und andererseits die Einhaltung der einschlägigen Normen für Windschutzscheiben hinsichtlich Steinschlagfestigkeit und Transparenz gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird nach dem Vorschlag der Erfindung durch eine Windschutzscheibe gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die erfindungsgemäße Windschutzscheibe umfasst zumindest eine Außenscheibe und eine Innenscheibe, die mittels einer thermoplastischen Zwischenschicht miteinander verbunden sind. Beide Scheiben bestehen aus Glas. Die umlaufende Kante der Windschutzscheibe weist vier Abschnitte auf, die in Bezug auf die Einbausituation der Windschutzscheibe in einem Kraftfahrzeug als Motorkante, Dachkante und Seitenkanten bezeichnet werden, wobei zwei einander gegenüberliegende Seitenkanten die Motorkante und die Dachkante miteinander verbinden. Die Außenscheibe weist eine außenseitige Oberfläche I und eine innenraumseitige Oberfläche II auf. Die Innenscheibe weist eine außenseitige Oberfläche III und eine innenraumseitige Oberfläche IV auf. Die außenseitigen Oberflächen der Scheiben sind im Einbauzustand der Windschutzscheibe in einem Kraftfahrzeug der Fahrzeugumgebung zugewandt, während die innenraumseitigen Oberflächen jeweils die dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Oberflächen der Scheiben bezeichnen. Die innenraumseitige Oberfläche II der Außenscheibe ist mit der außenseitigen Oberfläche III der Innenscheibe über die thermoplastische Zwischenschicht verbunden. Die Windschutzscheibe weist zumindest einen ersten Teilbereich auf, der sich angrenzend zur Motorkante der Windschutzscheibe in Richtung der Dachkante erstreckt. In diesem ersten Teilbereich weisen die Außenscheibe und/oder die Innenscheibe eine Schwächungszone auf, innerhalb derer Sollbruchstellen eingebracht sind.
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Die Windschutzscheibe ist zur Abtrennung eines Fahrzeuginnenraums von einer äußeren Umgebung vorgesehen. Die Windschutzscheibe ist also eine Fensterscheibe, die in eine Fensteröffnung der Fahrzeugkarosserie eingesetzt ist oder dafür vorgesehen ist. Die Windschutzscheibe ist zwischen der Motorhaube, dem Karosseriedach und den A-Holmen der Fahrzeugkarosserie in die dafür vorgesehene Öffnung der Karosserie eingelassen. Die im Einbauzustand dem Motorbereich des Fahrzeugs nächstliegende Kante der Windschutzscheibe wird als Motorkante bezeichnet, während die der Motorkante gegenüberliegende Kante Dachkante genannt wird und benachbart des Fahrzeugdachs orientiert ist. Die beiden Kanten der Windschutzscheibe, die benachbart der A-Holme, auch als A-Säulen, verlaufen, werden als Seitenkanten der Windschutzscheibe bezeichnet und verbinden die Motorkante und die Dachkante miteinander. Die erste Scheibe stellt die Außenscheibe der Windschutzscheibe dar, die der äußeren Fahrzeugumgebung zugewandt ist, während die zweite Scheibe der Windschutzscheibe die Innenscheibe bildet, die zum Fahrzeuginnenraum orientiert ist. Es versteht sich, dass die erste Scheibe, die zweite Scheibe und die thermoplastische Zwischenschicht im Wesentlichen die gleichen äußeren Abmessungen haben. Diejenige Oberfläche der jeweiligen Scheibe, welche in Einbaulage der äußeren Umgebung des Fahrzeugs zugewandt ist, wird als außenseitige Oberfläche bezeichnet. Diejenige Oberfläche der jeweiligen Scheibe, welche in Einbaulage dem Innenraum des Fahrzeugs zugewandt ist, wird als innenraumseitige Oberfläche bezeichnet. Die innenraumseitige Oberfläche der Außenscheibe ist über die thermoplastische Zwischenschicht mit der außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe verbunden. Üblicherweise wird die außenseitige Oberfläche der Außenscheibe als „Seite I“ bezeichnet, die innenraumseitige Oberfläche der Außenscheibe als „Seite II“, die außenseitige Oberfläche der Innenscheibe als „Seite III“ und die innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe als „Seite IV“.
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Die erfindungsgemäße Windschutzscheibe weist einen ersten Flächenbereich, als erster Teilbereich bezeichnet, auf. Dieser erste Teilbereich umfasst mindestens einen flächenmäßigen Anteil der Windschutzscheibe, kann jedoch auch die gesamte Scheibenoberfläche der Windschutzscheibe umfassen. Umfasst der erste Teilbereich weniger als die gesamte Scheibenoberfläche der Windschutzscheibe, so wird der nicht vom ersten Teilbereich umfasste Flächenbereich als zweiter Teilbereich der Windschutzscheibe bezeichnet. Der zweite Teilbereich umfasst dabei Bereiche, in denen keine Schwächungszone vorhanden ist. Es können auch mehrere erste Teilbereiche und/oder zweite Teilbereiche vorhanden sein, wobei die ersten Teilbereiche eine Schwächungszone umfassen, während die zweiten Teilbereiche frei davon sind. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Windschutzscheibe nur einen ersten Teilbereich und einen zweiten Teilbereich auf, die zusammen die Gesamtfläche der Windschutzscheibe bedecken.
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Bei einem Unfall zwischen einem Auto und einem Fußgänger ist der Aufprall des Kopfes des Fußgängers auf die Windschutzscheibe des Autos ein gängiges Szenario. In diesem Fall ist ein frühzeitiger Bruch der Windschutzscheibe erwünscht um Energie zu absorbieren und um den Kopf vor Verletzungen zu schützen. Durch den frühzeitigen Bruch wird das Material der thermoplastischen Zwischenschicht aktiviert, das wie ein Rettungsnetz wirkt und für einen eher sanften Aufprall sorgt. Der sogenannte Head Impact Test wird verwendet um die Schwere eines solchen Kopfaufpralls zu quantifizieren, wobei der Schweregrad des Aufpralls anhand der Verzögerung des Kopfes bewertet wird. Ein niedriger HIC-Wert (Head Injury Critereon) ist gleichbedeutend mit einem geringen Risiko für schwere Kopfverletzungen.
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Um eine replizierbare Bruchcharakteristik einer Windschutzscheibe im Falle eines Fußgängerunfalls mit Kopfaufprall zu gewährleisten, ist es notwendig sowohl die Größenordnung als auch die Streuung der Festigkeit der Glaslaminate zu kontrollieren. Die mechanische Festigkeit eines Glassubstrats hängt zunächst von der Größe und Geometrie der Defekte auf den Glasoberflächen des Substrats ab. Die Entstehung von Defekten ist dabei zufällig und hängt vom Prozess und der Handhabung der Werkstücke ab. Die zu beobachtende große Streuung der mechanischen Festigkeit einer Reihe von Glassubstraten ist auf die zufällige Verteilung der Defekte auf der Glasoberfläche zurückzuführen. Die Oberflächendefekte von Glassubstraten haben in der Regel eine Größe im Submikrometerbereich, wie beispielsweise von Bradt et. al untersucht wurde (siehe Bradt RC, The Fractography and Crack Patterns of Broken Glass. Journal of Failure Analysis and Prevention 2011:11 (2):79-96; https://doi.org/10.1007/s11668-011-9432-5). Die Erfindung ermöglicht es innerhalb einer definierten Schwächungszone eine gezielte Schwächung der Glasscheiben vorzunehmen, die über die beschriebenen zufälligen Defekte hinausgeht.
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Insbesondere mittels Laserverfahren können Defekte in den Glasschichten unterhalb der Oberflächen geschaffen werden, die wesentlich größer sind verglichen mit den zufälligen herstellungsbedingten Defekten (wie Defekte durch Handhabung oder durch Kontakt mit Rollen auf der sogenannten Zinnseite des Glases im Floatprozess). Die Größe, Geometrie, Tiefe und Position unterhalb der Oberfläche der als Sollbruchstellen eingeführten Defekte kann angepasst werden an die verschiedenen Herstellungsprozesse des Glases. Die erfindungsgemäßen Defekte als Sollbruchstellen werden an einer Stelle mit einem definierten Spannungsniveau angebracht, was die Kontrolle und Anpassung der Bruchmuster sowie der HIC-Werte ermöglicht. Das Vorhandensein größerer homogen verteilter Defekte innerhalb der Scheiben benachbart zu deren Oberflächen führt zu einer wesentlichen Reduzierung der mechanischen Festigkeit und einer Veränderung der Festigkeitsverteilung. Die Verteilung der mechanischen Festigkeit kann dabei beeinflusst werden durch die Defektgröße und die Defektdichte innerhalb der Schwächungszone.
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Ein Glasbruch wird in der Regel durch einen kleinen Defekt im Glas in Kombination mit einer Zugspannung verursacht. Bei Standardglas sind diese kleinen Defekte immer an der Oberfläche vorhanden (z. B. durch den Produktionsprozess des Glases selbst), ihre Größe und Position sind statistisch verteilt.
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Die Erfindung beruht darauf, dass innerhalb der Schwächungszone unsichtbare Defekte als Sollbruchstellen im Glas erzeugt werden. Die Defekte liegen dabei innerhalb der Glasscheibe und nicht an den Scheibenoberflächen. Bevorzugt liegen die Defekte mindestens 50 µm, beispielsweise ungefähr 100 µm unterhalb mindestens einer der Scheibenoberflächen der Innenscheibe und/oder der Außenscheibe. Vorzugsweise sind die Defekte als regelmäßiges oder unregelmäßiges Muster ausgeführt, das beispielsweise mittels eines Lasers eingebracht ist. Die Defekte sind in einer, abhängig vom individuellen Windschutzscheibenmodell, definierten und kontrollierten Tiefe eingebracht, die dem Druckspannungsniveau des jeweiligen Windschutzscheibenmodells entspricht. Die Spannungsverteilung eines Windschutzscheibenmodells hängt dabei nicht nur von dessen Geometrie, sondern auch vom gewählten Herstellungsprozess ab, so sind beispielsweise Unterschiede zwischen paarweise mittels Schwerkraftbiegen, einzeln im Rollenverfahren gebogenen Scheiben und chemisch vorgespannten Scheiben festzustellen. Durch Einführen von Sollbruchstellen, in Form der beabsichtigten Defekte, in eine Windschutzscheibe mit bekannter und definierter Spannungsverteilung lässt sich das Bruchmuster der Scheibe kontrollieren und steuern. Auf diese Weise lässt sich auch der HIC-Wert in Abhängigkeit vom Windschutzscheibenmodell einstellen. Die erzeugten Defekte sind innerhalb der Glasscheiben angebracht, also unterhalb der Scheibenoberflächen und nicht an den Scheibenoberflächen, und damit gegen Umgebungseinflüsse wie Alterung oder durch Feuchtigkeit hervorgerufene Korrosion geschützt. Die Defekte sind dabei eher in der Nähe der Scheibenoberflächen angebracht als innerhalb des weiter von den Oberflächen entfernten Volumens der Glasscheiben. Während des Aufpralls eines Gegenstandes auf der Windschutzscheibe von außerhalb des Fahrzeugs trifft der Gegenstand auf der außenseitigen Oberfläche der Außenscheibe auf und führt zur Durchbiegung der Windschutzscheibe. Die stärksten Biegespannungen treten dabei an den Scheibenoberflächen auf. An diesen Scheibenoberflächen werden die Defekte bevorzugt angeordnet, da diese maximal gebogenen Oberflächen sensitiver für Biegespannungen sind und die Defekte benachbart zu diesen Scheibenoberflächen zu einem frühzeitigen Bruch der Scheibe führen. Dies ist wünschenswert um einen möglichst hohen Anteil der Aufprallenergie aufzunehmen.
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Die Sollbruchstellen können in Form verschiedenster Muster von Defekten eingebracht sein. Die Defektmuster können variieren in Defektgröße, Defektgeometrie und geometrischer Anordnung der Defekte. Darüber hinaus kann der Flächenanteil der Defekte innerhalb der Schwächungszone variieren. Das Defektmuster kann angepasst werden an die individuelle Windschutzscheiben- und Karosseriegeometrie, damit das Glas in einer kontrollierten Weise geschwächt wird, wobei die Position der Defekte so gewählt wird, dass diese vorteilhaft für einen Kopfaufprall sind, aber trotzdem nicht die Robustheit der Scheibe, beispielsweise gegen Steinschlag, beeinflussen.
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Eine Verringerung der Glasfestigkeit nach der Erzeugung von Defekten auf einer Glasoberfläche mit einem Laser wurde bereits beobachtet. So wird der grundsätzliche Ansatz, absichtliche Defekte in das Volumen der Glasscheibe einzubringen, bereits in
DE 10305733 B4 diskutiert. Die Erfindung unterscheidet sich insofern davon, dass erfindungsgemäß Defekte im Sichtbereich der Windschutzscheibe erzeugt werden. Darüber hinaus werden im Rahmen der Erfindung bevorzugt die Eigenspannungen im Glas vorteilhaft ausgenutzt, indem die Tiefe der Defekte und das Spannungsniveau der Glasscheibe miteinander verknüpft werden. Auf diese Weise kann das Bruchverhalten der Windschutzscheibe unter Berücksichtigung des Herstellungsverfahrens individuell zugeschnitten werden.
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Zur Erzeugung der Defekte im Glas werden bevorzugt grüne Laser oder UV-Laser verwendet. Die Größe der einzelnen Defekte hängt dabei von der Größe des Laserspots ab, die durch Änderung des verwendeten Linsentyps eingestellt werden kann. Die Zeit, in der der Laser auf das Material fokussiert wird, die Leistung des Lasers und die Wellenlänge haben ebenfalls Einfluss auf die Defektgröße. Es können beispielsweise Defekte mit einer Größe von 100 nm bis 5 pm als Sollbruchstellen eingebracht werden. Die Defekte werden vorzugsweise nach dem Biegen der Glasscheiben eingebracht um einen unerwünschten Glasbruch während des Biegeprozesses zu vermeiden.
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Die thermoplastische Zwischenschicht kann einen oder mehrere weitere Folien umfassen. Dies können zum Beispiel Folien sein, die elektrisch schaltbare Funktionen haben oder gefärbte Bereiche. Die thermoplastische Zwischenschicht kann einschichtig oder mehrschichtig aufgebaut sein. In einer möglichen Ausführungsform ist die thermoplastische Zwischenschicht als Folien-Laminat ausgeführt, beispielsweise als Folien-Laminat mit drei Schichten.
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Die thermoplastische Zwischenschicht umfasst bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB), Polyurethan (PU), lonomere und/oder Ethylenvinylacetat (EVA), besonders bevorzugt PVB. Diese Materialien haben sich als besonders geeignet erwiesen hinsichtlich einer sicheren Anbindung der Scheiben zueinander.
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Die Dicke der thermoplastischen Zwischenschicht beträgt bevorzugt zwischen 300 µm und 1000 µm, besonders bevorzugt zwischen 500 µm und 900 µm, insbesondere zwischen 650 µm und 850 µm.
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Die Außenscheibe und die Innenscheibe sind aus Glas gefertigt, bevorzugt aus Kalk-Natron-Glas, wie es für Fensterscheiben üblich ist. Die Scheiben können aber auch aus anderen Glassorten gefertigt sein, beispielsweise Quarzglas, Borosilikatglas oder Aluminosilikatglas.
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Die Außenscheibe und die Innenscheibe können unabhängig voneinander aus nicht vorgespanntem, teilvorgespanntem oder vorgespanntem Glas bestehen. Sollen die Außenscheibe und/oder die Innenscheibe eine Vorspannung aufweisen, so kann dies eine thermische oder chemische Vorspannung sein.
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Die Außenscheibe und die Innenscheibe weisen bevorzugt eine Dicke von jeweils 0,8 mm bis 2,5 mm, besonders bevorzugt von 1,2 mm bis 2,2 mm, auf. Die Dicke der Außenscheibe beträgt typischerweise von 1,0 mm bis 2,5 mm. Die Dicke der Innenscheibe beträgt bevorzugt zwischen 0,8 mm und 2,1 mm. Die Dicke der Außenscheibe ist vorzugsweise größer als die Dicke der Innenscheibe. Beispielsweise kann die Außenscheibe 2,1 mm und die Innenscheibe 1,1 mm dick sein oder die Außenscheibe 1,8 mm und die Innenscheibe 1,4 mm dick sein oder die Außenscheibe 1,6 mm und die Innenscheibe 1,1 mm dick sein oder die Außenscheibe 1,6 mm und die Innenscheibe 0,7 mm dick sein oder die Außenscheibe 1,4 mm und die Innenscheibe 1,1 mm dick sein.
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Die Innenscheibe, die Außenscheibe und die thermoplastische Zwischenschicht können klar und farblos, aber auch getönt oder gefärbt sein. Die Tönung der Außenscheibe, Innenscheibe und der thermoplastischen Zwischenschicht wird in Abhängigkeit von der gewünschten Anwendung der Verbundscheibe gewählt. Für Windschutzscheiben ist eine hohe Transmission im sichtbaren Bereich des Lichtspektrums erwünscht und es wird auf dunkle Tönungen der Komponenten verzichtet. Die Gesamttransmission durch die Windschutzscheibe beträgt in einer Ausgestaltung als Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs größer 70%, bezogen auf die Lichtart A. Der Begriff Gesamttransmission bezieht sich auf das durch ECE-R 43, Anhang 3, § 9.1 festgelegte Verfahren zur Prüfung der Lichtdurchlässigkeit von Kraftfahrzeugscheiben.
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Die erfindungsgemäße Windschutzscheibe ist bevorzugt in einer oder in mehreren Richtungen des Raumes gebogen, wie es für Windschutzscheiben von Kraftfahrzeugen üblich ist, wobei typische Krümmungsradien im Bereich von etwa 10 cm bis etwa 40 m liegen. Windschutzscheibe kann aber auch plan sein, beispielsweise wenn es als Scheibe für Busse, Züge oder Traktoren vorgesehen ist.
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Die Innenscheibe, die Außenscheibe und/oder die thermoplastische Zwischenschicht können weitere geeignete, an sich bekannte Beschichtungen aufweisen, beispielsweise Antireflexbeschichtungen, Antihaftbeschichtungen, Antikratzbeschichtungen, photokatalytische Beschichtungen oder Sonnenschutzbeschichtungen oder Low-E-Beschichtungen.
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Automobilverglasungen, insbesondere Windschutzscheiben, Heckscheiben und Dachscheiben, weisen meist einen umlaufenden peripheren Abdeckdruck aus einer opaken Emaille auf, der insbesondere dazu dient, den zum Einbau der Scheibe verwendeten Kleber vor UV-Strahlung zu schützen und optisch zu verdecken. Bevorzugt weist zumindest die Außenscheibe einen solchen opaken peripheren Abdeckdruck auf, besonders bevorzugt sind sowohl die Außenscheibe als auch die Innenscheibe bedruckt, so dass die Durchsicht von beiden Seiten gehindert wird. Der opake Abdeckdruck ist beispielsweise in Form eines Siebdrucks aufgebracht, so dass dieser Siebdruck das Sichtfeld der Scheibe umschreibt bzw. dessen äußeren Rand bildet. Eventuell im Randbereich der Scheibe angeordnete elektrische Leiter sowie bei beschichteten Scheiben ein gegebenenfalls vorgesehener beschichtungsfreier Randbereich sind bevorzugt von diesem Abdeckdruck verdeckt und werden so optisch kaschiert. Der opake Siebdruck kann in einer beliebigen Ebene der Windschutzscheibe angebracht werden.
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Die erfindungsgemäße Windschutzscheibe kann in dem nachfolgenden Verfahren hergestellt werden, welches die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
- a) Bereitstellen einer Außenscheibe oder einer Innenscheibe,
- b) Auflegen einer thermoplastischen Zwischenschicht auf die Außenscheibe oder die Innenscheibe,
- c) Abschließen des Schichtstapels mit einer Innenscheibe oder einer Außenscheibe und
- d) Laminieren des Schichtstapels aus zumindest Außenscheibe, thermoplastischer Zwischenschicht und Innenscheibe zu einer Windschutzscheibe,
wobei in der Außenscheibe und/oder der Innenscheibe innerhalb eines ersten Teilbereichs eine Schwächungszone umfassend Sollbruchstellen angebracht ist.
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Die Schwächungszone wird bevorzugt vor Schritt a) in der Außenscheibe und/oder der Innenscheibe eingebracht. Besonders bevorzugt wird die Schwächungszone mittels Laserverfahren eingebracht. Geeignete Laserverfahren sind dem Fachmann beispielsweise aus
DE 103 05 733 B4 bekannt.
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Die thermoplastische Zwischenschicht kann auch in Form mehrerer Folien, beispielsweise zweier oder mehrerer thermoplastischen Folien aufgelegt werden.
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Sollen auf den zur thermoplastischen Zwischenschicht weisenden Oberflächen der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe Beschichtungen, wie beispielsweise Sonnenschutzbeschichtungen oder heizbare Beschichtungen aufgebracht werden, so erfolgt das Verbinden der Scheiben zum Verbundglas bevorzugt nachdem die Beschichtung aufgebracht worden ist. Umfasst die Windschutzscheibe Beschichtungen, die elektrisch kontaktiert werden sollen, so findet die elektrische Kontaktierung der elektrisch leitfähigen Schichten über Sammelleiter oder andere geeignete elektrische Leiter vor dem Laminieren der Verbundscheibe statt.
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Eventuell im Randbereich der Windschutzscheibe aufgebrachte opake Abdeckdrucke werden bevorzugt im Siebdruckverfahren aufgebracht.
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Das Verbinden der Außenscheibe und der Innenscheibe über die thermoplastische Zwischenschicht zur Windschutzscheibe erfolgt bevorzugt durch Laminieren unter Einwirkung von Hitze, Vakuum und/oder Druck. Es können an sich bekannte Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe verwendet werden. Beim Laminieren fließt das erhitzte, fließfähige thermoplastische Material, so dass ein stabiler Verbund hergestellt wird.
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Es können beispielsweise sogenannte Autoklavverfahren bei einem erhöhten Druck von etwa 10 bar bis 15 bar und Temperaturen von 130 °C bis 145 °C über etwa 2 Stunden durchgeführt werden. An sich bekannte Vakuumsack- oder Vakuumringverfahren arbeiten beispielsweise bei etwa 200 mbar und 80°C bis 110 °C. Die Außenscheibe, die thermoplastische Zwischenschicht und die Innenscheibe können auch in einem Kalander zwischen mindestens einem Walzenpaar zu einer Scheibe verpresst werden. Anlagen dieser Art sind zur Herstellung von Scheiben bekannt und verfügen normalerweise über mindestens einen Heiztunnel vor einem Presswerk. Die Temperatur während des Pressvorgangs beträgt beispielsweise von 40 °C bis 150 °C. Kombinationen von Kalander- und Autoklavverfahren haben sich in der Praxis besonders bewährt. Alternativ können Vakuumlaminatoren eingesetzt werden. Diese bestehen aus einer oder mehreren beheizbaren und evakuierbaren Kammern, in denen die Scheiben innerhalb von beispielsweise etwa 60 Minuten bei verminderten Drücken von 0,01 mbar bis 800 mbar und Temperaturen von 80°C bis 170°C laminiert werden.
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Die erfindungsgemäße Windschutzscheibe wird bevorzugt in Kraftfahrzeugen, besonders bevorzugt in Personenkraftwagen verwendet. Ferner kann sie auch bei zusammenhängenden Panorama-Verglasungen eingesetzt werden, in denen die Windschutzscheibe einen Teilbereich des Dachs mit umfasst.
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Alle genannten Normen beziehen sich auf deren zum Anmeldetag gültige Fassung.
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Die verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung können einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein. Insbesondere sind die vorstehend genannten und nachstehend zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sei denn Ausführungsbeispiele und/oder ihre Merkmale sind explizit nur als Alternativen genannt oder schließen sich aus.
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Nachfolgend wird die Erfindung eingehender unter Bezugnahme auf die Figuren dargestellt. Dabei ist anzumerken, dass unterschiedliche Aspekte beschrieben werden, die jeweils einzeln oder in Kombination zum Einsatz kommen können. D.h. jeglicher Aspekt kann mit unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden, soweit nicht explizit als reine Alternative dargestellt.
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Die Zeichnungen sind vereinfachte, schematische Darstellungen und nicht maßstabsgetreu. Die Zeichnungen schränken die Erfindung in keiner Weise ein.
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Es zeigen:
- 1a, b eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Windschutzscheibe und
- 2 einen Ausschnitt eines Querschnitts durch die in der 1 gezeigte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Windschutzscheibe.
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In 1a, b ist die Draufsicht auf eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Windschutzscheibe 10 gezeigt, während 2 einen Ausschnitt eines Querschnitts durch die in der 1 gezeigte Ausführungsform entlang der Schnittlinie C'-C gemäß 1 gezeigt. 1b zeigt eine vergrößerte Ansicht des Bereichs Z der erfindungsgemäßen Windschutzscheibe aus 1a.
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Die in den 1a, b und 2 gezeigte Windschutzscheibe 10 umfasst eine Außenscheibe 1 und eine Innenscheibe 2, die über eine thermoplastische Zwischenschicht 3 miteinander verbunden sind. Die Außenscheibe 1 weist eine außenseitige Oberfläche I und eine innenraumseitige Oberfläche II auf. Die Innenscheibe 2 weist eine außenseitige Oberfläche III und eine innenraumseitige Oberfläche IV auf. Die außenseitigen Oberflächen I, III weisen im Einbauzustand der Windschutzscheibe 10 in Richtung der Umgebung, während die innenraumseitigen Oberflächen II, IV im Einbauzustand in Richtung des Fahrzeuginnenraums orientiert sind. Die innenraumseitige Oberfläche II der Außenscheibe 1 ist über die thermoplastische Zwischenschicht 3 mit der außenseitigen Oberfläche III der Innenscheibe 2 verbunden. Die Windschutzscheibe 10 weist eine Dachkante D, eine der Dachkante gegenüberliegende Motorkante M und zwei einander gegenüberliegende Seitenkanten S auf, die die Motorkante M und die Dachkante D miteinander verbinden. Die Windschutzscheibe 10 weist einen ersten Teilbereich X und einen zweiten Teilbereich Y auf, wobei der erste Teilbereich X benachbart zur Motorkante M angeordnet ist.
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Wie aus den 1a und 2 ersichtlich, ist im ersten Teilbereich X der Windschutzscheibe 10 eine Schwächungszone 4 vorgesehen, in der Sollbruchstellen 4.1 in Form von Defekten eingebracht sind. Der restliche Flächenbereich der Windschutzscheibe 10 wird als zweiter Teilbereich Y bezeichnet und ist vollständig frei von einer solchen Schwächungszone 4. Die Außenscheibe 1 ist beispielsweise eine aus Kalk-Natron-Glas gefertigte Glasscheibe mit einer Dicke von 2,1 mm. Die Innenscheibe 2 besteht beispielsweise aus Kalk-Natron-Glas und weist eine Dicke von 1,6 mm auf.
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Der erste Teilbereich X weist eine Oberkante 5 auf, die ausgehend von der Motorkante M in Richtung der Dachkante D versetzt angeordnet ist. Die Oberkante 5 des ersten Teilbereichs X verläuft zwischen den Seitenkanten K, wobei zwischen der Oberkante 5 des ersten Teilbereichs X und der Motorkante M die Schwächungszone 4 mit Sollbruchstellen 4.1 eingebracht ist. Die Schwächungszone 4 ist vorliegend in der Innenscheibe 2 benachbart zur innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 2 angeordnet. Die Sollbruchstellen 4.1 sind in Form von laserinduzierten Defekten ausgeführt. Zusätzlich oder alternativ dazu können innerhalb der Schwächungszone 4 auch Sollbruchstellen 4.1 innerhalb der Außenscheibe 1 vorgesehen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Windschutzscheibe
- 1
- Außenscheibe
- 2
- Innenscheibe
- 3
- thermoplastische Zwischenschicht
- 4
- Schwächungszone
- 4.1
- Sollbruchstellen, Defekte
- 5
- Oberkante des ersten Teilbereichs X
- X
- erster Teilbereich
- Y
- zweiter Teilbereich
- D
- Dachkante
- M
- Motorkante
- S
- Seitenkanten
- Z
- vergrößert dargestellter Ausschnitt
- CC'
- Schnittlinie
- I
- außenseitige Oberfläche der Außenscheibe 1
- II
- innenraumseitige Oberfläche der Außenscheibe 1
- III
- außenseitige Oberfläche der Innenscheibe 2
- IV
- innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe 2
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- US 3437552 A [0003]
- US 6708595 B1 [0004]
- DE 10305733 B4 [0017, 0030]
