DE3820232A1 - Verfahren zur herstellung einer kraftfahrzeugfensterscheibe und kraftfahrzeugfensterscheibe - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer kraftfahrzeugfensterscheibe und kraftfahrzeugfensterscheibe

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DE3820232A1
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Masaaki Funaki
Yutaka Ichinomiya
Kouki Kunihiro
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Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeugfensterscheibe und eine Kraftfahrzeugfensterscheibe, vorzugsweise hergestellt nach diesem Verfahren. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeugfensterscheibe, die einen verbesserten, am Umfang befindlichen Randabdeckungsabschnitt (Maskenabschnitt) aufweist und eine Kraftfahrzeugfensterscheibe mit einer verbesserten Umfangsrandabdeckung (Maskenabschnitt) dieser Art, insbesondere hergestellt nach dem vorerwähnten Verfahren.
Üblicherweise wird die Windschutzscheibe 31 für ein Kraftfahrzeug so montiert, daß ihre unterer Bereich durch eine Deckleiste 33, wie in Fig. 4 gezeigt, an dem Instrumentenbrett 32 befestigt wird. In den meisten Fällen ist die Innenseite 33 a des Formteiles 33 nicht sauber, da Kratzer, die vom Formgebungsprozess herrühren und Verschmutzungen, die von einer Klebefolie hinterlassen werden, nicht beseitigt sind. Die unsaubere Innenseite 33 a der Deckleiste 33 ist für den Fahrer durch die klare Windschutzscheibe 33 hindurch sichtbar und wirkt sich somit nachteilig auf das Erscheinungsbild des vorderen Teiles des Kraftfahrzeuges aus.
Es ist eine herkömmliche Praxis eine Sichtblende oder Abdeckung 35 am unteren Bereich oder am gesamten Umfang der Windschutzscheibe 31 vorzusehen, so daß die Innenseite 33 a der Deckleiste 33 für den Fahrer (in Blickrichtung des Pfeiles A) verborgen bleibt, wie dies in Fig. 6(a) (perspektivische Darstellung) und Fig. 6(b) (Vorderansicht) gezeigt ist.
Bisher ist diese Art der Sichtabdeckung durch Rauchbeschichtung an dem anorganischen Windschutzscheibenglas ausgeführt worden. Leider ist dieses und auch die Kolorierung von mineralischem Glas technisch sehr schwierig und auch kostenaufwendig.
Im Falle einer Windschutzscheibe aus organischem Material, die ein Spritzgußteil mit Hartbeschichtung oder ein Tafelformteil mit einer scharfen Abbiegung oder Krümmung ist, wird die Maskierung bzw. Sichtabdeckung entsprechend der folgenden 5 Stufen ausgeführt:
  • (1) Die Glasoberfläche wird mit einem Maskenband und Maskenpapier abgedeckt, mit Ausnahme des Gebietes, wo die gewünschte Sichtabdeckung bzw. Maskierung ausgeführt werden soll.
  • (2) Die Oberfläche für diese gewünschte Sichtabdeckung wird mit Sandpapier oder Sandstrahlen aufgerauht.
  • (3) Die Oberfläche für die gewünschte Maskierung bzw. Sichtabdeckung wird mit einem Spray beschichtet.
  • (4) Die Beschichtung wird in einem Trockenofen ausgehärtet.
  • (5) Nach dem Abkühlen werden das Maskenband und das Papier sorgfältig entfernt.
Im Falle einer Windschutzscheibe aus organischem Material (Kunststoff), die ein in einem Folien- bzw. Plattenformgebungsverfahren hergestelltes Teil mit Leichter Krümmung oder ohne Krümmung ist wird die Beschichtung durch Siebdruck hergestellt, wie im Falle des Aufbringens von Masken auf gewöhnliches Glas und das beschichtete Glas wird dann den vorerwähnten Schritten (4) und (5) unterworfen.
Das herkömmliche Maskengebungsverfahren, das aus den vorerwähnten 5 Schritten besteht, hat viele Nachteile. Zum einen benötigt man viele Verfahrensschritte. Zum anderen ist es von niedriger Produktivität und Leistungsfähigkeit. Es ist eine große Übung beim Bekleben und beim Entfernen des Maskenbandes erforderlich. Im Ergebnis dessen zeigt die Maske oft ungleichmäßige, ausgefranste Ränder und es treten Ablösungserscheinungen in Folge der schlechten Klebewirkung des Maskenmaterials auf der harten Beschichtungsfläche auf.
Das Maskenverfahren durch Siebdruck ist in seiner Produktivität etwas günstiger. Trotzdem ist der Beschichtungsschritt zum Erhalt einer Sichtabdeckung und der Maske noch ein großes technisches und wirtschaftliches Problem bei der Herstellung von Windschutzscheiben.
Es ist bereits durch die Anmelderin in einer japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 1 50 128/1986 vorgeschlagen worden, zur Lösung der vorerwähnten Schwierigkeiten beizutragen. Gegenstand dieser Gebrauchsmusteranmeldung ist eine Kraftfahrzeugfensterscheibe aus organsischem Glas, wie in den Fig. 3(a) bis 3(g) gezeigt. Die Kraftfahrzeugscheibe 10 besteht aus einem transprarenten Teil 1 und einem farbigen Umfangsteil 2, der durch ein Mehrfarben-Gieß- bzw. -Formgebungsverfahren hergestellt wird.
Diese vorgeschlagene Kraftfahrzeugscheibe hat den folgenden Vorteil. Das Mehrfarben-Formgebungsverfahren ermöglicht es, den transparenten Teil und den farbigen Teil (Maskenteil) gleichzeitig herzustellen. Dies beseitigt den Verfahrensschritt einer Beschichtung und erhöht somit die Produktivität und vermindert die Produktionskosten. Überdies zeigt die so ausgebildete Maske keine Ablösungserscheinungen, wie dies bei externen Beschichtungen der Fall ist und hat somit eine große Lebensdauer.
Bei der Herstellung des farbigen Teiles am Umfang im Anschluß an den transparenten Teil durch das Mehrfarben-Gieß- bzw. -Formgebungsverfahren tritt jedoch ein Fall auf, bei dem es schwierig ist, die Konfiguration der Form exakt zu übertragen. Die Gründe hierfür werden nachstehend erläutert.
  • (1) Im Falle der Zweifarben-Gießprozesses unterscheiden sich die zwei Gießmaterialien in Bezug auf ihre Schrumpfung und ihre Abkühlungszeit (d.h. das zweite Gießmaterial ist erst später abgekühlt). Dies führt zu Deformationen und Verwerfungen bei der Entformung.
  • (2) Das Zweifarben-Gießverfahren führt zu großen inneren Restspannungen, die die Fensterscheibe bei der Nachbehandlung, wie z.B. einer Aushärtungsbehandlung zum Hartbeschichten deformieren.
  • (3) In dem Fall, in dem der erste Gießwerkstoff sich von dem zweiten bezüglich seiner Dicke unterscheidet, zeigt das Endprodukt Preßfehler bzw. Einfallstellen sowie Verwerfungen, die durch unterschiedliche Schrumpfung verursacht werden. Somit wird die Formkonfiguration nicht exakt im Werkstück bzw. der Glasscheibe reproduziert. Zum Beispiel neigt eine Kraftfahrzeugscheibe 10 dazu, sich zu deformieren, wie dies in den Fig. 7(a) und 7(b) gezeigt ist. Die Deformation beeinträchtigt die Sicht im Grenzbereich VII zwischen dem transparenten Teil 1 und dem farbigen Teil 2.
Ein zusätzlicher Nachteil des Mehrfarben-Gießens oder -Pressens besteht in der großen Restspannung, die im Angußbereich des Spritzgießteiles verbleibt. Diese Restspannung würde zu Rissen oder Brüchen nahe des Eingußes führen, wenn die Hartbeschichtung erfolgt. (Das Auftreten von Rissen hängt von der Art des Hartbeschichtungsmaterials und den Aufbringungsbedingungen ab.) Überdies übt das zweite Einspritzformteil einen großen Druck am Einguß aus, der das erste Formteil deformiert. Diese Deformation beeinträchtigt Reflexion und Durchsicht an der Grenze zwischen dem ersten und den zweiten Formteil.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Kraftfahrzeugfensterscheibe zu schaffen, die frei von den vorerwähnten Nachteilen, verursacht durch die Technologie des Standes der Technik, ist und die eine stark verbesserte Formgebungsgenauigkeit sowie die Fähigkeit aufweist, ihre Formgebung beizubehalten.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeugfensterscheibe anzugeben, die eine sehr geringe Beeinträchtigung der Durchsichtigkeit an der Grenze zwischen dem transparenten Teil und dem farbigen Teil der Scheibe aufweist.
Es ist ferner ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur effizienten und wirtschaftlichen Herstellung einer Kraftfahrzeugfensterscheibe anzugeben, die eine hohe Dauerhaftigkeit und Lebensdauer, hohe optische Leistungsfähigkeit und ein gutes Erscheinungsbild aufweist.
Ferner besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung auch darin, eine Kraftfahrzeugfensterscheibe anzugeben, die keine Einsenkstellen bzw. Pressfehler an der Grenze zwischen dem transparenten Teil und dem farbigen Teil der Scheibe aufweist.
Erfindungsgemäß werden die vorerwähnten Aufgaben durch ein Verfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeugfensterscheibe gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß zumindest ein Zyklus des Spritzgießens für das Mehrfarben-Fromteil durch Spritzdruckgießen, d.h. durch eine besondere Druckanwendung im Rahmen des Spritzgießprozesses durchgeführt wird.
Die vorerwähnten Aufgaben werden des weiteren erfindungsgemäß durch eine Kraftfahrzeugfensterscheibe gelöst, die einen transparenten Scheibenteil, der den Mittelteil der Scheibe bildet und durch einen farbigen Scheibenteil, der den Umfangsteil der Scheibe bildet aufweist, wobei der transparente Scheibenteil in seiner Dicke nach außen hin zu seinem Umfangsrand allmählich abnimmt, d.h. zu jenem Abschnitt hin dünner wird, in dem der transparente Scheibenteil und der farbigen Scheibenteil miteinander verbunden sind.
Bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen dargelegt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:
Fig. 1(a) und 1(b) Querschnittsansichten einer Form zur Veranschaulichung des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2(a) bis 2(l) schematische Schnittdarstellungen von Kraftfahrzeugfensterscheiben nach der vorliegenden Erfindung,
Fig. 3(a) bis 3(g) schematische Schnittdarstellungen von Kraftfahrzeugfensterscheiben nach der vorliegenden Erfindung,
Fig. 4 eine Teilschnittdarstellung eines Montageabschnittes für eine Kraftfahrzeug-Windschutzscheibe,
Fig. 5 eine schematische Schnittdarstellung der Kraftfahrzeugfensterscheibe wie bereits vorgeschlagen,
Fig. 6(a) eine perspektivische Ansicht einer Kraftfahrzeug-Windschutzscheibe,
Fig. 6(b) eine Vorderansicht einer Kraftfahrzeug-Windschutzscheibe,
Fig. 7(a) und 7(b) Schnittdarstellungen einer Kraftfahrzeug-Fensterscheibe in der Spannungen auftreten,
Fig. 8 eine Vorderansicht einer Form, die in dem Ausführungsbeispiel 1 benutzt wird, im Teilschnitt,
Fig. 9 eine Vorderansicht einer Kraftfahrzeug-Fensterscheibe, hergestellt nach dem Ausführungsbeispiel 1,
Fig. 10 eine vergrößerte Schnittdarstellung entlang der Linie X-X in Fig. 9.
Das Mehrfarben-Gießverfahren oder -Pressformgebungsverfahren, das in vorliegender Erfindung angewandt wird, kann auf der Grundlage des herkömmlichen Verfahrens ausgeführt werden, es ist jedoch wünschenswert, den richtigen Formaufbau und die richtigen Gieß- bzw. Formgebungsbedingungen einzuhalten, so daß die im Ergebnis hergestellte Fensterscheibe den Anforderungen zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug entspricht.
Für den Fall, daß das Mehrfarben-Formgebungsverfahren bei der Herstellung der Kraftfahrzeugfensterscheibe nach der vorliegenden Erfindung in Gestalt des Spritzgießens ausgeführt wird, ist es eine übliche Praxis, zuerst den transparenten Teil und anschließend den farbigen Teil durch Spritzgießen herzustellen. Diese Reihenfolge kann jedoch auch umgekehrt werden, in Abhängigkeit von der Gestalt und der Maskenstruktur, d.h. den Bereichen der Abdeckung der Scheibe.
Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Zyklus des Spritzprozesses für das Mehrfarben-Spritzgießen durch ein Druckspritzgießen mit einem besonderen Druckanwendungsverfahrensschritt ausgeführt wird.
Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung kann wirksam dadurch ausgeführt werden, daß dem herkömmlichen Mehrfarben-Gießen, das ein Reversiergerüst oder -bzw. Reversierwerkzeug verwendet, der Druckanwendungsschritt hinzugefügt wird. Nach der vorliegenden Erfindung wird die Druckstufe zumindes für eine Spritzgießzyklus ausgeführt. Es ist auch möglich, den Druckanwendungsschritt bzw. die Druckstufe für alle Spritzgießzyklen anzuwenden, wobei dies noch zu einer erhöhten Qualität beiträgt.
Im Falle des Zweifarben-Gießens kann der Druck entweder im Rahem des ersten Gießzyklus allein, im Rahmen des zweiten Gießzyklus allein oder bei beiden, d.h. sowohl dem ersten als auch dem zweiten Gießzyklus angewandt werden. Im allgemeinen wird der Druckanwendungsschritt bei der Formgebung des transparenten Teiles der Scheibe (die üblicherweise während des ersten Gießschrittes hergestellt wird) angewandt, um einen besonders guten Effekt zu erreichen, es ist jedoch auch möglich, den Druck beim zweiten Gießschritt anzuwenden, wenn die Möglichkeit besteht, daß das erste Gießteil durch den Spritzgießdruck für das zweite Gießteil deformiert wird und es besteht auch die Möglichkeit eines kurzen Schusses bei der Herstellung des zweiten Gießteiles.
Das Verfahren des Druckspritzgießens bzw. der Einspritz-Kompressionsformgebung ist nicht besonders begrenzt, es bestimmt sich jedoch nach der Größe des gegossenen bzw. geformten Teiles. Im Falle von verhältnismäßig kleinen Gießteilen sollte die Form vollständig mit Kunstharz gefüllt werden mit der Möglichkeit einer Zugabe für die Druckanwendung im Bereich von 5 bis 10% der Querschnittsdicke des geformten Teiles. Die Zugabe für die Druckanwendung kann durch Ölblockierung oder mechanische Blockierung aufrechterhalten werden. Es ist auch möglich, das sogenannte Zweistufen-Formklemmverfahren anzuwenden, anstelle vorher die Zugabe für die Druckanwendung (Kompression) vorzusehen. Nach diesem Verfahren wird das Spritzgießen ausgeführt während die Form lose verspannt ist, so daß die bewegliche Formhälfte durch den Einspritzdruck zurückbewegt wird, bis die gewünschte Zugabe für die Druckanwendung erreicht ist.
Andererseits sollte für den Fall von verhältnismäßig großen Formteilen die Zugabe für die Druckanwendung (D 2) groß genug bezüglich der Querschnittsdicke (D 1) des endgültigen Formteiles sein, wie in Fig. 1(a) gezeigt ist, da das Kunstharz im Formhohlraum nicht leicht strömt, bzw. einen entsprechenden Formänderungswiderstand entgegensetzt. Wenn das Formteil klein genug ist, so daß das Kunstharz frei strömt, ist der Formhohlraum vollständig mit Kunstharz gefüllt, wenn der Spritzgießzyklus abgeschlossen ist. Wenn das Formteil so groß ist, daß das Kunstharz nicht leicht in der Form strömt, ist durch Kontraktion der Formhohlraum nicht vollständig mit dem Kunstharz ausgefüllt, wenn der Spritzgießzyklus abgeschlossen ist, wie dies in Fig. 1(a) gezeigt ist, in der die Formhälften 21 und 22 und das Kunstharz 20 gezeigt sind. Selbst in solch einem Falle dehnt die Kompressionszugabe D 2 den Strömungskanal aus und verbessert so die Fließbarkeit des Kunstharzes. Wenn das Kunstharz 20 durch die Düse 21 a in den Formhohlraum eingespritzt ist, wird der Druck auf das Kunstharz 20 nachgelassen und auf Atmosphärendruck entlastet. Anschließend unterliegt das eingespritzte Kunstharz einer Kompression. Da das eingespritze Kunstharz noch fließbar ist füllt es den Formhohlraum noch vollständig aus bevor es abkühlt und sich verfestigt, wie dies in Fig. 1(b) gezeigt ist. Somit werden Formteile erhalten, die eine gleichmäßige Querschnittsdicke aufweisen. Dieses Verfahren ist vorteilhaft für große Formteile.
Vom Standpunkt der Ausrüstung her sollte der Einspritz-Kompressionszyklus vorzugsweise und in aller Regel bei dem primären Einspritzvorgang ausgeführt werden, eher als bei dem zweiten Einspritzvorgang für den farbigen Teil.
Das tatsächlich gewählte Formgebungsverfahren und die Gießbedingungen variieren und hängen von dem verwendeten Kunstharzmaterial ab. Das Zweifarben-Spritzgießen bzw. -Kunstharzformgebung mit Polycarbonat kann unter folgenden Bedingungen bei Verwendung einer speziellen Spritzgießmaschine ausgeführt werden (Modell KS-2C-680, hergestellt durch Takahashi Seiki Kogyosho), die zweifarbig gegossene Teile in einem Zyklus herstellen kann:
Kunstharztemperatur: 270-330°C
Durchschittlicher Forminnendruck: 350-800 kp/cm2
Formtemperatur: 80-120°C.
Ausführungsformen von Kraftfahrzeugfensterscheiben, die nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt worden sind, sind schematisch im Querschnitt in den Fig. 3(a) bis 3(g) gezeigt. Die Kraftfahrzeugfensterscheibe 10, die nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, besteht aus organischem Glas (Kunststoff) und ist aus einem transparentem Teil 10 und einem farbigen Umfangsteil 2 hergestellt und insgesamt durch das Mehrfarben-Gießverfahren hergestellt. Nach der vorliegenden Erfindung bildet der farbige Teil 2 den Umfang der Scheibe 10 und kann eine beliebige Querschnittskonfiguration aufweisen. Zum Besipiel kann es rechteckig, dreieckig oder U-förmig, wie dies in den Fig. 3(a) bis 3(c) gezeigt ist. Der farbige Teil kann nur an einer Seite der Fensterscheibe vorgesehen sein, wie dies in Fig. 3(d) gezeigt ist, wobei in diesem Fall der farbige Teil 2 wie Kristallglas aussieht, infolge des transparenten Teiles 1, durch den der farbige Teil 2 abgedeckt wird. Der farbige Teil 2 kann fluchtend mit dem transparenten Teil 1 ausgeführt werden, wie dies in den Fig. 3(a) bis 3(d) gezeigt ist und er kann auch so ausgebildet sein, daß er teilweise oder vollständig von dem transparenten Teil 1 hervorsteht, wie dies in den Fig. 3(e) bis 3(g) dargestellt ist. Dem farbigen Teil 2 kann eine gewünschte Konfiguration durch Änderung der Formgeometrie gegeben werden.
Nach der vorliegenden Erfindung kann das transparente Teil aus thermoplastischem Kunststoff, wie z.B. Polycarbonat, Akrylkunstharz, ABS (Akrylonitril-butadien-styren) Kunstharz und AS (Akrylonitril-styren) Kunstharz sein, die leicht zu gießen sind und daher bevorzugt werden. Der transparente Teil kann jedoch auch aus einem wärmehärtenden Kunstharz bestehen.
Nach der vorliegenden Erfindung kann der farbige Teil aus einer Vielzahl farbiger Kunstharze erzeugt werden. Vom Standpunkt der Kompatibilität und Anpaßbarkeit (Verbindung und Haftfähigkeit zum Zeitpunkt des Gießens und Innigkeit der Verbindung nach der Formgebung) ist es wünschenwert, ein farbiges Kunstharz zu verwenden, das durch Einfärben desjenigen Kunstharzes erhalten wird, das auch für den transparenten Teil ausgewählt wurde. Es erübrigt sich darauf hinzuweisen, daß es auch möglich ist, ein allgemein verwendbares Kunstharz zu verwenden, das mit einem geeigneten Pigment eingefärbt wurde. Polyethylenkunstharz und Vinylchloridkunstharz werden aufgrund ihres niedrigen Preises für den farbigen Teil bevorzugt.
Die Kraftfahrzeugfensterscheibe, die nach dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, kann für Windschutzscheiben, Rückfenster, Seitenscheiben, Ausstellseitenfenster und Dachfenster von Kraftfahrzeugen (Pkw, Lkw etc.), Elektrofahrzeugen und für eine Vielzahl von anderen Fahrzeugen verwendet werden. Es kann auch Schlußleuchten verwendet werden. Übliche Maße sind 150 cm×150 cm oder weniger, sie kann jedoch auch größer als diese Angabe sein. Die Scheibe hat eine Dicke zwischen 2 und 8 mm, vorzugsweise 4 bis 8 mm.
Die Abmessungnen des farbigen Teilens sollten angemessen bestimmt werden, entsprechend der Konfiguration und Gestalt, der Größe und der Verwendung der Scheibe, und nach dem Ziel für den farbigen Teil. Im Falle einer Windschutzscheibe 10 mit einer Dicke (t 1) von 2 bis 8 mm, wie in Fig. 5 gezeigt, hat der farbige Teil eine Größe, die dort durch a und b spezifiziert ist, wobei a=0,5 bis 2 mm und b=5 bis 50 mm (vorzugsweise 5 bis 30 mm) ist.
Üblicherweise wird der farbige Teil am gesamten Umfang der Scheibe ausgebildet und hat die Form eines schmalen langen Streifens. In einigen Fällen kann er jedoch auch nur an einem Teil des Gesamtumfanges der Scheibe, z.B. am unteren Teil ihres Umfanges vorgesehen sein. Mit anderen Worten kann der farbige Abschnitt an irgendeinem Teil oder Bereich der Fensterscheibe vorgesehen werden, um irgendwelche Teile abzudecken, die nicht sichtbar sein sollen. Daher kann der farbige Teil nur am unteren Teil des Umfanges oder am unteren Teil und den Seitenteilen des Gesamtumfanges der Scheibe ausgebildet sein.
Die Kraftfahrzeugscheibe, die nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, kann mit einer Hartbeschichtung in üblicher Weise versehen sein. Die Adhäsion bzw. Anhaftung einer Hartbeschichtung ist hervorragend und die Hartbeschichtung schafft eine gute Haftgrundlage für das Maskenmaterial.
Eine Scheibe nach der vorliegenden Erfindung ist schematisch in flacher Ausbildung in den Fig. 3(a) bis 3(g) und Fig. 5 gezeigt, sie kann jedoch auch gekrümmt sein, wie dies Fig. 6 verdeutlicht.
Das Mehrfarben-Formteilherstellungsverfahren, das in vorliegender Erfindung verwendet wird, kann nicht nur zur Abdeckung des Randes am Umfang der Scheibe angewandt werden, sondern auch für Markierungen und Verzierungen an der Scheibe. Im letzteren Fall kann die Markierung oder Verzierung getrennt oder im Zusammenhang mit dem Umfang der Scheibe angebracht bzw. oder ausgebildet sein.
Nach der Einspritz-Druckformgebung, die in der vorliegenden.
Erfindung verwendet wird, ist es möglich, den Formhohlraum vollständig in einem frühen Stadium des Einspritzzyklus zu füllen, da die Einspritzung ausgeführt wird, wenn die Form noch offen bzw. nicht vollständig geschlossen ist. Nach dem Einspritzzyklus wird das Kunstharz komprimiert bzw. unter Druck gesetzt. Dieses Verfahren macht es möglich, dünne Formteile herzustellen, die nicht durch übliches Spritzgießen hergestellt werden können. Zusätzlich hat das fertige Formteil nur eine geringe innere Restspannung, da ein gleichmäßiger Druck über das ganze Formteil hinweg angewandt wird.
Aus diesem Grund hat das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung die folgenden Effekte bzw. Vorteile:
  • (1) Es führt zu einem Formteil, das tatsächlich die ursprünglich beabsichtigte Form erhält und beibehält.
  • (2) Es führt zu einem Formteil, das eine genaue Oberfläche aufgrund gleichmäßiger Schwindung und Schrumpfung aufweist.
  • (3) Es führt zu einem Formteil, das nur sehr geringe Sichtbeeinträchtigungen an der Grenze zwischen dem transparenten Teil und dem farbigen Teil beinhaltet.
  • (4) Es führt zu einem Formteil, das während der Hartbeschichtungsbehandlung nicht bricht oder Risse zeigt.
Nach dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung wird die Form mit Kunstharz gefüllt wobei die Form noch geöffnet ist und dies führt dazu, daß die Fließfähigkeit des Gießharzes in der Form ausreichend bleibt und ermöglicht, daß die Form vollständig ausgefüllt wird. Diese Merkmale führen zu folgenden Wirkungen:
  • (1) Es ist möglich, große Formteile herzustellen.
  • (2) Es ist möglich, hochviskoses Material zu verwenden.
  • (3) Es ist möglich, dünnwandige Formteile zu erzeugen.
  • (4) Es ist möglich, ein Formteil herzustellen, das keine anisotropen Eigenschaften bezüglich Festigkeit und Schrumpfung aufweist.
  • (5) Es ist möglich, das Gießen bei niedrigem Druck auszuführen.
  • (6) Es ist möglich, das Gießen bei niedriger Temeperatur auszuführen.
Außerdem hat das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung noch die Wirkung, daß das resultierende Formteil nur sehr geringe innere Spannungen aufweist, da ein gleichmäßiger Druck über das gesamte Formteil hinweg angewandt wird.
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Formteile besitzen folgende vorteilhafte Eigenschaften:
  • (1) Das Formteil erhält seine ursprünglich beabsichtigte Konfiguration bzw. Gestalt.
  • (2) Das Formteil ist nur in sehr geringem Maße Einzug und Schrumpfung ausgesetzt und dies beseitigt die Beeinträchtigung der Durchsichtigkeit (Distorsion), insbesondere im Grenzbereich zwischen transparentem und farbigem Teil.
  • (3) Das Formteil ist keinen Brüchen oder Rissen während der Hartbeschichtungsbehandlung ausgesetzt.
  • (4) Das Formteil ist mit dem Maskenabschnitt versehen, der mit geringeren Einschränkungen verhältnismäßig frei wählbar gestaltet werden kann.
Daher ist es nach dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung möglich, effizient und wirtschaftlich eine gut aussehende Kraftfahrzeugfensterscheibe herzustellen, die große Langlebigkeit mit hoher Leistungsfähigkeit verbindet.
Es gibt allerdings einen Fall, bei dem die Kraftfahrzeugfensterscheibe, die nach dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung hergestellt worden ist, doch verzerrte Reflexionen und beeinträchtige Durchsichtigkeit im Grenzbereich zwischen farbigem und transparentem Teil aufweist. Dies ist z.B. dann der Fall, wenn eine Kraftfahrzeugfensterscheibe wie sie in Fig. 3(d) gezeigt ist, durch das Mehrfarben-Gießverfahren hergestellt wurde, bei dem der transparente Teil 1 durch den ersten Guß und der farbige Teil 2 durch den zweiten Guß hergestellt wurde, wobei Einsenkungen im Grenzbereich entlang der Grenze zwischen dem transparenten Teil 1 und dem farbigen Teil 2 auftreten, bedingt durch den Unterschied in der Schrumpfung zwischen beiden Teilen. Dies ist besonders dann bedeutsam, wenn die Dicke t 1 beträchtlich von der Dicke t 2, wie in Fig. 5 gezeigt, differiert. Es ist diese Einziehung, die verzerrte Reflexionen und Verzeichungen bezüglich der Durchsichtigkeit des Materiales verursacht.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hat die Kraftfahrzeugfensterscheibe einen farbigen Umfangsteil, der so ausgebildet ist, daß der transparente Teil sich allmählich in seiner Dicke nach Außen in Richtung zur Umfangsperipherie an der Grenze zwischen dem tranparenten Teil und dem farbigen Teil verringert. Einige dieser Ausführungsformen sind schematisch in den Fig. 2(a) bis 2(l) gezeigt. Es wird darauf hingewiesen, daß die Kraftfahrzeugfensterscheibe 10 aus dem transparenten Teil 1 und dem farbigen Umfangsteil 2 zusammengesetzt ist, wobei der transparente Teil allmählich nach außen in Richtung des Umfanges bzw. entlang der Grenze zwischen dem transparenten Teil und dem farbigen Teil dünner wird.
Nach der vorliegenden Erfindung ist der farbige Teil 2 nicht besonders bezüglich seiner Querschnittsgeometrie begrenzt, sondern kann verschiedenartigste Formgebungen annehemen. Zum Beispiel kann er, wie in den Fig. 2(a) und 2(g) gezeigt, einen dreieckige Gestalt, eine Trapezform mit der Basisfläche fluchtend mit der Oberfläche der Scheibe, wie in Fig. 2(b) gezeigt, eine fünfeckige Form, wie in Fig. 2(c) gezeigt, eine Trapezform, wobei die Basis die Ecken der Scheibe bildet, wie in den Fig. 2(d) und 2(e) gezeigt oder eine hexagonale Form, wie in Fig. 2(f) gezeigt, bilden. überdies kann der farbige Teil 2 auch so geformt sein, daß ein Teil desselben von dem transparenten Scheibenteil hervorsteht, wie dies in den Fig. 2(h) bis 2(k) gezeigt ist, oder es kann eine derartige Geometrie gewählt werden, daß der farbige Teil den Rand des transparenten Scheibenteiles bedeckt, wie dies in Fig. 2(l) gezeigt ist. Gelegentlich kann in den Ausführungsformen, die in den Fig. 2(a) bis 2(c) und 2(h) bis 2(l) gezeigt sind, das farbige Teil auch an beiden Seiten der Scheibe vorgesehen sein.
Die Fensterscheibe nach der vorliegenden Erfindung kann auch einen anderen Aufbau als denjenigen haben, der in den Fig. 2(a) bis 2(l) gezeigt ist. Im Fall eines Aufbaus, wie er in den Fig. 2(a) bis 2(k) gezeigt ist, zeigt das farbige Teil 2, das durch das transparente Scheibenteil 1 abgedeckt ist, ein Erscheinungsbild wie Kristallglas. Dies trägt zu einem verbesserten Aussehen des Produktes bei. Wenn der farbige Teil 1 aus Rauch-Kunstharz (durchscheinend) hergestellt ist, verschwimmt die Grenze zwischen dem transparenten Teil 1 und dem farbigen Teil 2 schlierenartig, so daß die Dichte des farbigen Teiles allmählich in Richtung des Außenumfanges zunimmt. Dies verleiht der Scheibe eine einzigartige Tiefe und einen Qualitätseindruck und erlaubt eine große Bandbreite in der Gestaltung.
Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie sie in Fig. 2(e) gezeigt ist, ist insofern sehr erwünscht, als sie nicht nur eine überlegene Gestaltung besitzt und frei von Einsenkungen (Schwindungen) infolge der breiten Haftfläche für das transparente Teil 1 und das farbige Teil 2 ist.
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wie sie in den Fig. 2(a), 2(h) und 2(i) gezeigt sind, sind besonders wünschenswert insofern, als sie keine Hinterschnitte aufweisen und so ohne Formausfütterungsteil hergestellt werden können. (Gelegentlich ist ein Ausfütterungsteil erforderlich, wenn die Scheibe einen Aufbau aufweist, wie er in den Fig. 2(d) bis 2(g) gezeigt ist.) Die Ausführungsformen, die in den Fig. 2(h) und 2(i) gezeigt sind, haben den Vorteil, daß der Vorsprung 2(a) des farbigen Teiles 2 als Haken für die Innenauskleidung des Fahrgastraumes bei der Installation verwendet werden können.
Nach der vorliegenden Erfindung ist der farbige Teil 2 nicht besonders in seiner Breite begrenzt, die durch W in den Fig. 2 (a) bis 2(l) bezeichnet ist. Die Breite wird von der Größe der Fensterscheibe 10 und der beabsichtigten Verwendung bestimmt. Üblicherweise beträgt sie 5 bis 100 mm, vorzugsweise 15 bis 15 mm.
In den Ausführungsformen, die in den Fig. 2(a) bis 2(b) gezeigt sind, nimmt die Dicke des transparenten Teiles 1 allmählich in Richtung des Außenumfanges ab, wie dies oben erwähnt wurde. Der Winkel 0 (vgl. Fig. 2) ist nicht besonders eingeschränkt, beträgt jedoch üblicherweise zwischen 4° und 12°, vorzugsweise 4 bis 8°, so daß der farbige Teil 2 mit dem transparenten Teil 1 verklebt ist, mit einer ausreichend großen, haftenden Verbindungsfläche.
Wenn der Winkel 0 kleiner als 4° ist, wird für den Fall, daß das transparente Teil durch den ersten Formgebungszyklus und der farbige Teil durch den zweiten Formgebungszyklus hergestellt werden, der Hohlraum für das farbige Kunstharz (für den zweiten Formgebungszyklus) nicht vollständig gefüllt. Dies führt zum Auftreten einer Differenz im Höhenniveau an der Verbindung der zwei Teile. Um den kurzen Schuß zu beseitigen, ist es erforderlich, den Kurzgießdruck zu erhöhen. Die wirft seinerseits die folgenden Probleme auf:
  • (1) Das resultierende Formteil weist eine hohe innere Restspannung auf, die Brüche oder Risse während der nachfolgenden Wärmebehandlung für die Hartbeschichtung, die zur Vermeidung von Kratzern erfolgt, verursacht.
  • (2) Das erste Formteil wird einer Deformation ausgesetzt.
Wenn andererseits der Winkel R größer als 12° ist, treten bei dem ersten Formteil (erster Gießling) Gießfehler auf, die zu Einsinkmarken führen.
Bei den Anordnungen, die in den Fig. 2(d) bis 2(f) gezeigt sind, wird die Breite D des schmalseitigen Endes des farbigen Teiles 2 entsprechend den Werten von R und W bestimmt. Üblicherweise beträgt sie ungefähr 1/4 der Dicke T der Fensterscheibe.
Bei Verwendung des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung kann die Kraftfahrzeugscheibe sehr leicht hergestellt werden. Die Konfiguration des farbigen Teiles kann durch Auswahl einer Form von geeigneter Gestaltung hergestellt werden.
Im Falle einer Fensterscheibe wie in den Fig. 2(a) bis 2(b) gezeigt, können der transparente Teil und der farbige Teil von den vorerwähnten Materialien hergestellt werden. Die gleiche Beschreibung wie oben gilt für ihre Anwendungsflächen, Abmessungen und die Hartbeschichtungsbehandlung.
In den Fig. 2(a) bis 2(l) sind Fensterscheiben nach der vorliegenden Erfindung für den Fall gezeigt, daß sie flach sind. Selbstverständlich kann das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung auch auf die Herstellung von gekrümmten Kraftfahrzeugfensterscheiben angewandt werden.
Wie oben erwähnt, haben die Kraftfahrzeugfensterscheiben nach der vorliegenden Erfindung infolge ihrer Gestaltung derart, daß der transparente Teil allmählich nach außen in Richtun des Umfangs an der Verbindung zwischen dem transparenten Teil und dem farbigen Teil dünner wird die folgenden Wirkungen, Vorteile und Eigenschaften:
  • (1) Es besteht keine wesentliche Differenz in Bezug auf Einsenkung an der Verbindung der zwei Teile und die Scheibe hat somit eine Oberfläche mit hoher Präzision.
  • (2) Aus den unter (1) erwähnten Gründen findet nur eine geringe Verzerrung in der Reflexion und Durchsichtigkeit an der Grenze zwischen dem transparenten Teil und dem farbigen Teil statt, sofern eine solche überhaupt auftritt.
  • (3) Der transparente Teil und der farbige Teil können miteinander verklebt werden bzw. haften aneinander mit einer großen Kleb- bzw. Verbindungsfläche. Dies trägt zu erhöhter Haft- und Verbindungsfestigkeit, erhöhter mechanischer Festigkeit und Dauerhaftigkeit bei.
Die Erfindung wird im weiteren noch im einzelnen unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Ausführungsbeispiele erläutert.
Ausführungsbeispiel 1
Ein hinteres Kraftfahrzeugseitenfenster 10 A, bestehend aus dem transparenten Teil 1 A und dem farbigen Teil 2 A, wie in Fig. 10 gezeigt, wurde entsprechend dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung hergestellt. Der transparente Teil wurde durch einen ersten Formgebungsvorgang, der durch Spritzgießen mit besonderer Druckanwendung durchgeführt wurde,
Formgebungsvorgang ebenfalls durch Spritzgießen mit besonderer Druckanwendung hergestellt. Als Form für die Formgebung wurde einen Form verwendet, wie sie in Fig. 8 gezeigt ist, in der eine bewegliche Formhälfte 41, die Trennform 42 für das erste Formgebungsverfahren, die Trennform 43 für das zweite Formgebungsverfahren, die Spritzgießdüsen 44 und 45, der transparente Teil (hergestellt durch die erste Formgebung 46) und der farbige Teil (hergestellt durch die zweite Formgebung 47) gezeigt sind. Die bewegliche Formhälfte 41 ist so gestaltet, daß die Formfläche durch Drehung der Welle 48 zu der ersten Form oder der zweiten Form gedreht wird. Im folgenden sind die Gießmaterialien, die Gießbedingungen und die Konfiguration des Formteiles angegeben.
Gießmaterialien
transparenter Teil: Polycarbonatkunstharz
farbiger Teil: Polycarbonatkunstharz mit 0,5 Gew.-% Kohlenstoffteilchen oder Carbonfarbe darin.
Gießbedingungen
Zugabe (D 2) für die Spritzgieß-Kompression: 0,2 cm
Der Gießvorgang wurde in folgender Abfolge ausgeführt:
  • 1) Verspannen der ersten Form
  • 2) Einspritzen und Komprimieren für das erste Formteil
  • 3) Abkühlen
  • 4) Öffnen der Form
  • 5) Umdrehen bzw. Verschwenken der beweglichen Formhälfte
  • 6) Verspannen der ersten und zweiten Form
  • 7) Einspritzen und Komprimieren für das erste Formteil und das zweite Formteil
  • 8) Abkühlen
  • 9) Öffnen der Form
  • 10) Entformen
  • Für den zweiten Schuß und darauf werden die Schritte (6) bis (10) wiederholt.
Konfiguration des Formteiles
Größe:
Länge:42 cm Breite:23 cm Dicke:0,4 cm
Farbiges Teil (Werte von a und b wie in Fig. 3)
a:0,2 cmb:3 cm
Die Fensterscheibe, die in dem Beispiel erhalten wurde, bekam und behielt die beabsichtigte Form bei ohne jede Deformation während des Entformens oder der Nachbehandlung. Außerdem war die Scheibe frei von optischen Verzerrungen im Grenzbereich zwischen dem transparenten Teil und dem farbigen Teil.
Die so erhaltene Scheibe wurde nachfolgend einer Hartbeschichtung in folgender Weise unterzogen:
Hartbeschichtungsmittel: wärmehärtend auf Silikonbasis (mit Vorbehandlung).
Beschichtungsbedingungen: bei 120°C für 60 Minuten.
Die Fensterscheibe unterlag keiner Verformung durch die Hartbeschichtung und war frei von Brüchen oder Rissen in der Nähe des Eingußes.
Ausführungsbeispiel 2
Eine hintere Scheibenfensterseite wie in Fig. 2(a) gezeigt, wurde aus dem gleichen Material und unter den gleichen Bedingungen hergestellt, wie im Ausführungsbeispiel 1. (Der farbige Teil ist von demjenigen im Ausführungsbeispiel 1 verschieden.) Konfiguration des Formteiles:
Größe:
Länge:42 cm Breite:23 cm Dicke:0,4 cm
Farbiger Teil (Werte von W und R, wie in Fig. 7a):
W:3 cmR:4°.
Die so erhaltene Fensterscheibe wurde einer Hartbeschichtung in der folgenden Weise unterzogen:
Hartbeschichtungsmittel: wärmtehärtend auf Silikonbasis (mit Vorbehandlung).
Beschichtungsbedingungen: bei 120°C für 60 Minuten.
Die Fensterscheibe unterlag keinen Verformungen durch die Hartbeschichtung und war frei von Rissen oder Brüchen in der Nähe des Eingußes.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eine Kraftfahrzeugfensterscheibe durch Ausbilden eines farbigen Teiles am Umfang des transparenten Teiles durch ein Mehrfarben-Formteilherstellungsverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Zyklus eines Spritzgießprozesses für die Mehrfarben-Formteiherstellung durch Einspritz-Kompressionsformgebung, d.h. durch einen besonderen Druckanwendungsschritt nach dem Formfüllvorgang hergestellt wird.
Die Erfindung betrifft ferner eine Kraftfahrzeugfensterscheibe bestehend aus einem transparenten Teil und einem farbigen Teil am Umfang des transparenten Teiles, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das transparente Teil allmählich nach außen hin in Richtung zum Umfang bzw. an der Grenze zwischen dem transparenten Teil und dem farbigen Teil dünner wird.

Claims (12)

1. Verfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeugfensterscheibe durch Ausbilden eines farbigen Teiles am Umfang eines zentralen transparenten Teiles aus organischem Glas bzw. Kunststoff durch ein Mehrfarben-Formgebungsverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Zyklus eines Spritzgießprozesses des Mehrfarben-Formgebungsverfahrens durch Einspritz-Kompressionsformgebung, d.h. mit einem besonderen Druckanwendungsschritt nach dem Formfüllvorgang ausgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der transparente Teil (1, 1 A) durch Einspritz-Kompressionsformgebung hergestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der farbige Teil (2, 2 A) ausgebildet wird, nachdem der transparente Teil (1, 1 A) geformt worden ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritz-Kompressionsformgebung ausgeführt wird durch Anwenden von Druck ehe das Gießmaterial sich abkühlt und verfestigt, unter Verwendung einer Form, die einen vorgegebenen Betrag an Kompressionszugabe (D 2) für die gewünschte Dicke der Scheibe aufweist.
5. Kraftfahrzeugfensterscheibe, mit einem mittleren Teil aus transparentem organischen Glas bzw. Kunststoff und einem Umfangsteil aus farbigem organischen Glas bzw. Kunststoff, insbesondere hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke (T) des Mittelteiles allmählich nach außen in Richtung des Umfanges zum bzw. an der Grenze zwischen dem transparenten Teil (1, 1 A) und dem farbigen Teil (2, 2 A) abnimmt.
6. Kraftfahrzeugfensterscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der farbige Teil (2, 2 A) an dem Umfangsabschnitt des transparenten Teiles (1, 1 A) gehalten ist.
7. Kraftfahrzeugfensterscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus organischem Glas besteht und durch ein Mehrfarben-Formgebungsverfahren bzw. Gießverfahren hergestellt ist.
8. Kraftfahrzeugfensterscheibe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der transparente Teil (1, 1 A) durch das Einspritz-Kompressionsformgebungsverfahren hergestellt ist.
9. Kraftfahrzeugfensterscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des farbigen Teiles (2, 2 A) 5 bis 100 mm beträgt.
10. Kraftfahrzeugfensterscheibe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der farbige Teil (2, 2 A) eine Breite von 15 bis 50 mm aufweist.
11. Kraftfahrzeugfensterscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der transparente Teil (1, 1 A) nach Außen allmählich dünner wird entlang einer Neigung von 4° bis 12°.
12. Kraftfahrzeugfensterscheibe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der transparente Teil (1, 1 A) nach außen hin dünner wird mit einer Neigung von 4° bis 8°.
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