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Die Erfindung betrifft die Verbindungsarten zwischen dem unteren Windschutzscheibenteil und den entsprechenden Karosserieelementen von Kraftfahrzeugen. Insbesondere betrifft die Erfindung die Befestigung dessen, was mit dem Begriff „Wasserkammer” bezeichnet wird, oder auch des Windlaufgitters an der Windschutzscheibe.
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In der Vergangenheit sind verschiedene Dichtungsarten für diesen Zweck vorgeschlagen worden. Die Aufgaben der in Frage kommenden Dichtungen sind vielfältig. Abgesehen von der Befestigung des Endes dieses Karosserieteils an der Windschutzscheibe gewährleisten sie auch die Dichtigkeit in dem betreffenden Bereich. Sie schützen überdies den Rand der Windschutzscheibe sowie vor Mängeln, die durch das Vorhandensein von Feuchtigkeit beim Kontakt der in der Mehrschichtverglasung vorhandenen Werkstoffe entstehen können, unabhängig davon, ob es sich um eine Zwischenlage oder eventuell vorhandene Dünnschichten handelt, oder auch um elektrische Anschlüsse, die an dieser Stelle angeordnet sind.
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Für diese Funktionen muss die Dichtung mechanische Eigenschaften aufweisen, die gemäß den Aufgaben differenziert sind, die den verschiedenen Teilen, aus denen sie besteht, zugeordnet sind. Sie muss überdies präzisen Anforderungen in Bezug auf Alterungswiderstand unter verschiedenen Beanspruchungen durch Verformungen, Vibrationen, Temperatur, Lichtaussetzung sowie Reinigungstensiden genügen.
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Häufig sind Dichtungen dieser Art einerseits durch eine Klebeverbindung am unteren Ende auf der Innenfläche der Windschutzscheibe festgelegt und umfassen andererseits mindestens ein Befestigungsmittel am Windlaufgitter. Um eine einfache Umsetzung zu ermöglichen, erfolgt die Befestigung am Windlaufgitter häufig durch Einsetzen eines Hakens, der einstückig mit dem Gitter ist, in eine Aufnahme der Dichtung, die als längliche Nut ausgebildet ist, sodass die Befestigung erfolgt, indem der Haken in seine Aufnahme gedrückt wird, wobei das Einsetzen sich die relative Elastizität der Dichtung zunutze macht.
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Die Widerstandsfähigkeit der in Frage kommenden Befestigung hängt von den mechanischen Eigenschaften des Werkstoffs ab, aus dem sie besteht. Um die Widerstandsfähigkeit zu erhöhen, ist es üblich, in der Aufnahme, die den Haken aufnimmt, Lippen anzuordnen, die durch ihre Ausrichtung ein Hindernis gegenüber dem Herausziehen des Hakens darstellen, sobald dieser eingesetzt ist, sofern kein Zug ausgeübt wird, der die Kraft, die zum Einsetzen nötig ist, bei weitem übersteigt.
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Um die Widerstandsfähigkeit der Dichtung zu erhöhen, wenn der ausgewählte Werkstoff zu leicht verformbar bleibt, ist ebenfalls vorgeschlagen worden, die Dichtung mit metallischen Profilteilen zu verstärken. Das Vorhandensein dieser Profilteile hat den Nachteil, dass ihre Fertigung dadurch weitaus aufwendiger wird und sie damit auch kostspieliger werden.
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Die Auswahl eines Werkstoffs, der die verschiedenen Anforderungen erfüllt, die vorstehend genannt wurden, beschränkt sich auf eine relativ begrenzte Anzahl von Zusammensetzungen. Erfahrungsgemäß bieten die in Frage kommenden Werkstoffe keine zufriedenstellende Haftung an Klebstoffen, die üblicherweise zum Befestigen von Kraftfahrzeugscheiben eingesetzt werden, insbesondere an Klebstoffen auf Polyurethan-Basis.
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Die Erfindung schlägt vor, die Klebeverbindung der Dichtung am Glas durch eine Anordnung zu verstärken, die der Haftung durch den Klebstoff eine Befestigung mechanischer Art hinzufügt. Erfindungsgemäß ist die Dichtung nach der in Anspruch 1 bestimmten Art ausgebildet. Gemäß dieser Struktur ist der im Dichtungskörper vorhandene Hohlraum an der Seite des Innenrandes der Windschutzscheibe offen. Die verkleinerte Öffnung dieses Hohlraums sperrt den Klebstoff ein, sobald er gehärtet ist und bildet so auf gewisse Weise eine Befestigung durch Zapfen und Schlitz.
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Damit die Befestigung zufriedenstellend ist, muss der Dichtungskörper eine gewisse Härte aufweisen, selbst wenn er eine relative Elastizität beibehält, sowohl für die Befestigung des Hakens in seiner Aufnahme als auch für das Einpassen der unteren Kontur der Windschutzscheibe. Erfindungsgemäß weist die gemessene Shore-Härte A vorteilhaft einen Wert von 75 bis 95, bevorzugt von 85 bis 95 auf.
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Um das Einsetzen des Hakens in seine Aufnahme zu vereinfachen, weisen die an der Öffnung der Aufnahme angeordneten Lippen bevorzugt eine geringere Härte als die der Verbindungskörper auf. Bevorzugt wird eine Härte, die in Bezug auf die Härte des Körpers um mindestens 10 Punkte Shore A geringer ist. Die Härte weist vorteilhaft einen Wert von 60 bis 80 auf.
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Obgleich die Dichtung in ihren verschiedenen Teilen verschiedene Eigenschaften aufweisen muss, ist es aus Kostengründen bevorzugt, die Herstellung der Dichtung in einem einzigen Koextrusions-Vorgang durchzuführen. Werkstoffe, die die Gesamtheit der erforderlichen Eigenschaften aufweisen, sind insbesondere Polypropylene (PP) oder besser Propylen-Copolymere und Copolymere anderer Monomere. Erfindungsgemäß bevorzugte Werkstoffe sind bestehen aus Ethylen-Propylen-Dien-Monomer-Kautschuk (EPDM).
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Der für die Befestigung der Dichtung am unteren Teil der Windschutzscheibe verwendete Klebstoff muss nach seiner Aushärtung überdiese eine gewisse Steifigkeit aufweisen, wobei die Steifigkeit bewirkt, dass der Klebstoff, obgleich er schwach am Körperwerkstoff haftet, in dem Hohlraum blockiert bleibt. Die Härte beträgt für den gehärteten Klebstoff bevorzugt mindestens 85 Shore A, besonders bevorzugt mindestens 95 Shore A.
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Aufgrund seiner besonders starken Haftung an Glas wird vorteilhaft ein Klebstoff auf Polyurethan-Basis (PU) verwendet, und bevorzugt ein Einkomponentenklebstoff. Der eingangs sehr flüssige PU-Klebstoff dringt problemlos in den Hohlraum ein und füllt ihn aus. Er härtet in einer ausreichend kurzen Zeit aus, um die Zykluszeit der Umsetzung zu begrenzen. Einige Minuten genügen, um eine Härte zu erzielen, die das Halten der Dichtung am Ende der Windschutzscheibe garantiert und erlaubt, die gesamte Baugruppe zu bewegen, ohne dass das Risiko auch nur einer teilweisen Vereinzelung besteht.
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Beim Auftragen des Klebstoffs ist ein Überschuss desselben in Bezug auf das vom Hohlraum bereitgestellte Volumen und dem zwischen dem Dichtungskörper und der Schmalseite der Windschutzscheibe verbleibenden Raum unschädlich und kann sogar die Klebeverbindung durch Überlappen auf die Flächen der Glasschichten zwischen diesen und den Armen der Dichtung vervollständigen. Eine Menge an Klebstoff, die so groß ist, dass sie sich über die Enden der Arme hinaus ausbreitet, muss jedoch verhindert werden. Um ein solches Überlappen zu verhindern, sind die Enden der Arme vorteilhaft mit Teilen versehen, die weniger steif sind als der Dichtungskörper, wodurch ein Aufbringen der Arme an dem Glas mit einem gewissen Druck ermöglicht wird, der die Dichtigkeit gewährleistet.
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Um die Herstellung zu vereinfachen, ist es vorteilhaft, für die weniger steifen Teile die gleiche Zusammensetzung zu verwenden wie zum Bilden der Lippen der Aufnahme.
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Die Dichtung kann überdies ein zusätzliches Element umfassen, das dem Ende des Windlaufgitters zugewandt ist und dazu dient, die Dichtigkeit zwischen dem Windlaufgitter und der Windschutzscheibe zu bewirken. Dieses Element, das einen „weichen” Kontakt gewährleistet, besteht vorteilhaft aus einem Schaumstoffbund aus dem gleichen Werkstoff wie der Körper.
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Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen genauer beschrieben. Es zeigen:
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1 eine Schnittansicht des Profils einer erfindungsgemäßen Dichtung;
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2 eine Variante der vorhergehenden Dichtung;
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3a und 3b jeweils Varianten der 1 und 2.
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Die erfindungsgemäße Dichtung ist in 1 mit dem Ende des Windlaufgitters bzw. der Verkleidungsbelüftungseinrichtung (Französich: grille d'auvent) und dem Arm der Windschutzscheibe dargestellt. Die zwei Elemente sind in der Position dargestellt, die sie nach dem Einbau einnehmen. Die Teile der Dichtung, die sich in Kontakt mit dem Gitter oder der Windschutzscheibe befinden, sind ohne die Verformungen dargestellt, die sich im Verlauf des Einsetzens ergeben, und dementsprechend in der Form, die ihrem Profilteil allein entspricht.
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Die Dichtung 1 besteht aus einem Körper 2, in dem eine Aufnahme 3 angeordnet ist. Die Öffnung der Aufnahme 3 ist von zwei Lippen 4 und 5 umsäumt, die dazu bestimmt sind, sich dem Herausziehen eines einstückigen Hakens bzw. Harpune bzw. Widerhaken 6 des Endes des Windlaufgitters bzw. der Verkleidungsbelüftungseinrichtung 7 entgegenzusetzen.
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Zwei Arme 8 und 9 umschließen den unteren Teil der Windschutzscheibe, indem sie die Elastizität des Dichtungsmaterials nutzen. Der Rand der Windschutzscheibe 11 wird zwischen diesen beiden Armen, die eine Art Nut bilden, eingebracht. Der Schmalseite der Windschutzscheibe zugewandt umfasst der Dichtungskörper einen Hohlraum 10, der sich in Längsrichtung erstreckt. Der Hohlraum 10 mündet über eine Öffnung 12, die in Bezug auf die Abmessungen des Hohlraums in im Wesentlichen paralleler Richtung zu der Schmalseite der Windschutzscheibe ein verringertes bzw. reduziertes bzw. verengtes Ausmaß aufweist, in die „Nut”, die von den Armen 8 und 9 gebildet wird.
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Die zwischen den zwei Armen 8 und 9 befindliche Windschutzscheibe 11 nimmt mit dem Dichtungskörper 2 einen begrenzten Raum ein. Dieser Raum 13 und der Hohlraum 10 sind mit einem Klebstoff 14 gefüllt, der eine große Haftung am Glas aufweist.
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Beim Zusammenfügen wird der Klebstoff 14 am Grund der Nut zwischen den zwei Armen 8 und 9 aufgebracht, und ausreichend bemessen, um den Hohlraum 10 und den Grund der Nut auszufüllen. Gegebenenfalls kann ein Überschuss an Klebstoff aufgebracht werden. In diesem Fall überlappt der Klebstoff beim Einsetzen der Dichtung am Ende der Windschutzscheibe in begrenzter Weise die Flächen der Windschutzscheibe. Infolgedessen erstreckt sich die Befestigung am Glas auf eine größere Fläche. Sofern die Art der Dichtung keine ausreichende Haftung mit dem Klebstoff ermöglicht, trägt das Überlappen des Klebstoffs nicht in erheblichen Maße zu der Befestigung Windschutzscheibe/Dichtung bei, diese wird weiterhin hauptsächlich durch den gehärteten Klebstoff in dem Hohlraum 10 bewirkt, der angesichts der Steifigkeit des Dichtungsmaterials nicht aus dem Hohlraum heraus gelangen kann.
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Wenn ein Überschuss an Klebstoff verwendet wird, muss trotzdem verhindert werden, dass dieser über das Ende der Arme 8 und 9 überlappt. Um die Position des Klebstoffs zu halten, bevor er aushärtet, ist es vorteilhaft, an den Enden der Arme unter Druck leicht verformbare Teile 15 und 16 anzuordnen, die einen dichten Kontakt mit den Flächen der Windschutzscheibe garantieren.
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Vorteilhaft sind diese Teile 15 und 16 mit der Dichtung koextrudiert und von gleicher Art wie sie, jedoch aus einer Zusammensetzung, die zu einer wesentlich geringeren Härte führt. Um die Herstellung zu vereinfachen, und um die Anzahl der Werkstoffe, die in die Zusammensetzung der Dichtung eingebracht werden, nicht zu vervielfältigen, bestehen die Teile 15 und 16 vorteilhaft aus dem gleichen Werkstoff wie die Lippen 4 und 5, die den Haken 6 in der Aufnahme 3 halten.
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Um das Zurückhalten des Klebstoffüberschusses zu vereinfachen, kann der Arm 9, der am unteren Teil der Windschutzscheibe angeordnet ist, Räume der Art 17 aufweisen, die zwischen dem Arm 9 und der Fläche der Windschutzscheibe angeordnet sind.
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Das Befestigen der Dichtung verläuft derart, dass nach dem Härten des Klebstoffs 14 in dem Hohlraum 10, die Dichtung nicht von der Windschutzscheibe entfernt werden kann, ohne sie zu beschädigen, im Gegensatz zum Befestigen des Windlaufgitters an der Dichtung.
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Wie vorstehend beschrieben, weisen die Lippen 4 und 5 eine geringere Steifigkeit als der Dichtungskörper 2 auf. Diese Besonderheit dient dazu, das Einsetzen des Hakens 6 in die Aufnahme durch elastische Verformung dieser Lippen zu vereinfachen. Sobald der Haken platziert ist, wirken seine Form und die Form der Lippen seinem Herausziehen entgegen. Die für das Einbringen des Hakens aufzuwendende Kraft soll beispielsweise 100 N, bevorzugt 60 N nicht übersteigen. Im Gegensatz dazu soll die zum Herausziehen des Hakens aus der Aufnahme aufzuwendende Kraft vorteilhaft mindestens zweimal so groß sein. Sie ist vorteilhaft größer als 80 N und nicht größer als 200 N.
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2 ist zu der vorhergehenden Figur analog. Die dargestellte Ausgestaltung umfasst ein zusätzliches Element 18. Dieses Element ist primär dazu bestimmt, die Dichtigkeit zwischen der Windschutzscheibe und dem Windlaufgitter zu gewährleisten. Dazu ist das Element 18 einstückig mit dem Dichtungskörper, von dem es sich in Richtung des Windlaufgitters erstreckt und mit dem Windlaufgitter in Kontakt gelangt. Wie auch die Teile 15 und 16 wird das Element 18 vorteilhaft zur gleichen Zeit wie die Dichtung extrudiert.
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Um einen guten Kontakt mit dem Windlaufgitter zu gewährleisten, besteht das Element 18 bevorzugt aus einem einfach verformbaren Werkstoff. Bevorzugt wird ein halbsteifer Schaumstoff verwendet. Es handelt sich beispielsweise um einen Schaumstoff, der im Vergleich zu dem Werkstoff, aus dem der Körper besteht, eine geringere Dichte aufweist. Für die EPDM weist die Dichte dieses Stücks beispielsweise einen Wert vorteilhaft von 0,40 bis 0,80 und bevorzugt von 0,55 bis 0,70 auf.
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Zusätzlich hält das Element 18 das Ende des Windlaufgitters kontaktfrei von der Windschutzscheibe. Die Positionierung über den Haken 6 und die Lippen 4 und 5 ist mit der gewünschten Genauigkeit schwierig zu garantieren. Das Vorhandensein des Elements 18 ermöglicht es, sich dieser Ungenauigkeit anzunehmen.
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In den 1 und 2 ist der untere Teil der Windschutzscheibe zwischen zwei Armen 8 und 9 jeweils auf einer Seite der Windschutzscheibe platziert. Das Vorhandensein des Arms entlang der oberen Fläche bewirkt eine Unterbrechung, entlang derer das Wasser zurückgehalten werden kann, bevor es in das Behältnis hineinläuft, das mit dem Begriff „Wasserkammer” bezeichnet wird, bevor es abgeführt wird.
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Um sogar ein begrenztes Zurückhalten zu verhindern, ist es erfindungsgemäß möglich, die Varianten zu nutzen, die in den 3a und 3b dargestellt sind. Bei diesen Varianten wird unter der Scheibe 11 ein einzelner Arm 9 gehalten. Die Dichtigkeit zwischen dem der Windschutzscheibe benachbarten Teil des Dichtungskörpers und der Windschutzscheibe selbst wird durch das Äquivalent der Teile 15 der vorhergehenden Formen gewährleistet, die aus einem leicht verformbaren Werkstoff bestehen. Dieser Teil 15 ist in Verlängerung der Oberfläche der Scheibe in einer „flush” genannten Anordnung angeordnet. Die anderen Elemente, die in den 1 und 2 dargestellt sind, sind in den 3a und 3b im Wesentlichen die gleichen.
