DE4002514A1

DE4002514A1 - Verglasungsscheiben

Info

Publication number: DE4002514A1
Application number: DE4002514A
Authority: DE
Inventors: Michel Laurent; Calogero Chinzi
Original assignee: Glaverbel Belgium SA
Current assignee: AGC Glass Europe SA
Priority date: 1989-02-02
Filing date: 1990-01-29
Publication date: 1990-08-09
Anticipated expiration: 2010-01-30
Also published as: GB9002088D0; FR2642418B1; IT1239863B; SE507710C2; NL193954B; GB2228519A; SE9000359L; ES2021964A6; NL9000246A; IT9067059A1; SE9000359D0; GB2228519B; NL193954C; IT9067059A0; BE1003582A5; FR2642418A1; DE4002514C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Mehrfachverglasungsscheiben für Motorfahrzeuge, d. h. Scheiben, die zwei oder mehr Glasscheiben enthalten. Insbesondere betrifft sie die Mittel, wodurch die Einzelscheiben, welche die Gesamtscheibe bilden, sicher miteinander verbunden werden.

Mehrfachverglasungsscheiben in Motorfahrzeugen liefern thermische und Schallisolierung, die den Komfort für die Fahrzeuginsassen wesentlich verbessert. Die Scheiben werden meistens als feste oder bewegliche Seitenfenster verwendet, können aber auch als Rückfenster benutzt werden, die beheizbar sind oder nicht, als Sonnendachfenster oder selbst als Windschutzscheiben.

Wie die in Gebäuden benutzten Mehrfachverglasungen sind die Mehrfachglasscheiben für Fahrzeuge aus parallelen Glasscheiben und einem im Umfang angeordneten Abstandsstreifen zwischen benachbarten Scheiben gebildet, der zum Umschließen eines isolierenden Raumes zwischen ihnen dient. Im Gegensatz zu den in Gebäuden benutzten Scheiben sind die in Fahrzeuge eingebauten Scheiben mechanischen Beanspruchungen von viel größerer Abwechslung und Schwere unterworfen. Diese Beanspruchungen und Spannungen ergeben sich z. B. durch Rütteln durch den Straßenzustand, aus Vibrationen im Fahrzeug und aus Veränderungen in der Temperatur und der Höhe. Im Falle von Scheiben, die in Türen eingebaut sind, insbesondere Seitenscheiben, sind diese auch der wiederholten schweren Erschütterung ausgesetzt, wenn die Tür zugeschlagen wird. Wenn außerdem die Scheibe in einen Türausschnitt gleiten kann, üben die Schlitze, in die sie gleitet, Scherkräfte auf die Scheiben der Verglasung aus. Solche Scherkräfte können an der oberen Kante einer in die Tür eingebauten beweglichen Scheibe besonders schwer sein, wenn sie im Türrahmen nach oben in den oberen Schlitz bewegt wird. Alle diese Beanspruchungen neigen dazu, die die Verglasung ausmachenden Scheiben vom Abstandsstreifen zu trennen, was anfänglich zum Aufbrechen der dichten Verbindung um den isolierenden Raum und im Extremfall zum Bruch der Scheibe führt.

Es wurden verschiedene frühere Vorschläge für Kombinationen von Bauelementen zur Bildung geeigneter Verbindungsmittel für die Scheiben gemacht, welche eine Fahrzeugmehrfachverglasung bilden. Die FR-OS 26 09 946 A1 zeigt eine Fahrzeugdoppelverglasungsscheibe, bei welcher ein um den Umfang gelegter Abstandshalter, der durch einen Klebstoff gebildet wird, die Abdichtung zwischen den Scheiben bildet. Die DE-OS 37 12 105 A1 zeigt eine besondere Kombination eines hohlen Abschnittes, der wenigstens in einem Teil eine Trocknungskammer umfaßt, begleitet von einem Klebestreifen zwischen den Scheiben. Es hat jedoch kein früherer Vorschlag eine voll zufriedenstellende Lösung des Problems gegeben.

Es wurde nun eine Dichtungsverbindung gefunden, die durch eine besondere Kombination von zwei spezifischen Elementen gebildet wird, die den oben geschilderten Schwierigkeiten begegnen und somit das Problem lösen.

Demgemäß liefert die Erfindung eine Mehrfachverglasungsscheibe für ein Fahrzeug, wobei die Gesamtscheibe wenigstens zwei Glasscheiben und einen Dichtungsabstandshalter zwischen dem oder jedem Paar von benachbarten Scheiben umfaßt, so daß die Scheiben zueinander im Abstand gehalten werden und ein abgedichteter Raum zwischen ihnen gebildet wird, wobei sich der Abstandshalter um den Umfang des abgedichteten Raumes erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder dichtende Abstandshalter ein erstes Element in Kontakt mit beiden benachbarten Scheiben und mit dem abgedichteten Raum umfaßt, wobei dieses erste Element aus einem biegsamen und dehnbaren Material gebildet ist und eine Sperre gegen den Eintritt von Feuchtigkeit in den abgedichteten Raum bildet, sowie ein zweites Element in Kontakt mit beiden benachbarten Scheiben das wenigstens teilweise aus einem Klebstoff gebildet ist, der einen Elastizitätsmodul von mehr als 1,4 MPa (gemessen wie später definiert) aufweist.

Die Erfindung liefert auch ein Verfahren zur Herstellung einer Mehrfachverglasungsscheibe für ein Fahrzeugfenster durch Einsetzen eines dichtenden Abstandshalters zwischen zwei benachbarte Glasscheiben, so daß die Scheiben im Abstand zueinander gehalten werden, wobei ein erstes Element des dichtenden Abstandshalters, das aus einem biegsamen und dehnbaren Material gebildet ist, auf eine Seite einer der Scheiben angebracht wird, um einen kontinuierlichen langen Streifen um den Rand der Seite und nahe seiner Kante zu bilden, die andere Scheibe dann auf das erste Element aufgebracht wird und die Scheiben zusammengepreßt werden, bis der Zwischenraum zwischen ihnen auf einen gewünschten Abstand verringert ist, um einen abgedichteten Raum zwischen den Scheiben zu bilden, und ein zweites Element, das wenigstens teilweise aus einem Klebstoff gebildet ist, der einen Elastizitätsmodul von mehr als 1,4 MPa (gemessen wie hier später definiert) aufweist, dann in Kontakt mit den Scheiben um wenigstens einen Teil des Elementes aufgebracht wird, um so eine starke haftende Bindung zwischen den Scheiben zu bewirken.

Mehrfachverglasungsscheiben gemäß der Erfindung liefern den Vorteil der robusten Konstruktion, die den schweren Beanspruchungen widersteht, die durch die Verwendung in einem Motorfahrzeug bedingt sind. Die definierte Kombination von Bauelementen gewährleistet eine starke dichtende Verbindung zwischen den den Verbund ausmachenden Glasscheiben und eine wirksame Sperre gegen den Eintritt von Feuchtigkeit in den Raum zwischen sie. Dies steht in ausgeprätem Gegensatz zu früheren Dichtungen, wie der Lötung, die gewöhnlich in Doppelverglasungsscheiben für Gebäude verwendet wird, die zur Aufspaltung neigt, wenn sie den Kräften unterworfen wird, die durch das Zuschlagen einer Tür ausgeübt werden.

Die Verwendung eines biegsamen und dehnbaren Materials als erstes Element des dichtenden Abstandshalters unterstützt auch die Gewährleistung einer vollständigen Sperre gegen Feuchtigkeit und erleichtert die Herstellung von Mehrfachverglasungen einer besonderen Form, z. B. in einer oder mehreren Ebenen gekrümmten Form, um den komplizierten Fahrzeugumrissen zu entsprechen. Eine geeignete Ausführungsform des ersten Elementes ist ein elastomeres Band, z. B. ein nicht vollständig polymerisiertes Elastomeres auf Polychloroprenbasis, bei dem ein elektrischer Heizdraht durch die Mitte läuft. Bei einem solchen Band kann ein Strom durch den Draht zu dem Zeitpunkt geschickt werden, wo das Band aufgebracht wird, so daß die Polymerisation des Elastomeren beendet wird, wenn das Band sich in seiner benötigten Gestalt auf dem Glas befindet.

Das bevorzugte Material fur das erste Element ist Butylkautschuk, da es Vorteile bezüglich guter Klebeeigenschaften und insbesondere außergewöhnlich hohe Undurchlässigkeit für Wasserdampf hat. Es kann zweckmäßig durch Heißextrusion aufgebracht werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt das erste Element in Form eines vorgeformten Bandes aus Butylkautschuk vor, bei dem ein Faden durchläuft, der eine Zentralseele bildet. Zu geeigneten Materialien für den Faden gehören Aluminium, Baumwolle oder synthetische Fasern. Beim Aufbau einer Scheibe wird das Band aus Butylkautschuk gelinde zwischen den Scheiben an Ort und Stelle gedrückt. Das Material des Bandes umfaßt vorzugsweise ein Silan, so daß die Adhäsion an Glas verbessert wird. Das Band enthält vorzugsweise auch ein Trocknungsmittel, z. B. ein Molekularsieb, wodurch ein weiterer Sicherheitsfaktor geliefert wird, um zu gewährleisten, daß der abgedichtete Raum frei von Feuchtigkeit bleibt. Die Menge an Trocknungsmittel braucht jedoch nicht so hoch sein, daß es die Dehnbarkeit oder Duktilität des Gummis stört. Z. B. kann der Butylkautschuk mit 10 bis 20% des Trocknungsmittels versetzt sein. Gewünschtenfalls kann ein Folienstreifen, der z. B. aus einem Metall oder Kunststoff extrudiert sein kann, zwischen die Scheiben und anliegend an den Butylkautschuk eingesetzt werden. Das Metall für diesen Zweck kann Blei oder Aluminium sein. Ein solcher Streifen wird vorteilhaft in Kombination mit heißextrudiertem Butylkautschuk verwendet. Er ist günstig, da er eine weitere Sperre gegen den Durchtritt von Feuchtigkeit liefert.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfaßt das erste Element einen gewellten Metallstreifen, im typischen Fall aus Aluminium, der in Butylkautschuk eingebettet ist oder Butylkautschuk auf einer oder mehreren seiner Seiten aufweist. Bei dieser Ausführungsform liefert der Aluminiumstreifen eine gewisse Beständigkeit gegen das Quetschen des Butylkautschukes und unterstützt daher die Aufrechterhaltung der erforderlichen Abdichtung und der Abstandshalterung zwischen den Glasscheiben.

Zusätzlich zu dem oder anstatt des oben erörterten Trocknungsmittels kann ein Einsatz, der ein Trocknungsmittel enthält, in dem gedichteten Raum einbezogen werden. Der Einsatz kann z. B. ein mit Trocknungsmittel gefüllter Behälter oder ein ein Trocknungsmittel aufweisender Kunststoffstreifen sein. Er liegt vorzugsweise an einer Stelle in dem Raum, die normalerweise nicht für die Fahrzeuginsassen sichtbar ist und kann gewünschtenfalls am ersten Element befestigt sein.

Es ist auch möglich, in das erste Element ein mikroporöses Material einzubeziehen, z. B. in Form von einem oder mehreren Pellets, welches den Eintritt von Wassermolekülen in den abgedichteten Raum verhindert, jedoch einen gewissen Durchtritt von anderen Gasen gestattet. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft für Scheiben, die großen Veränderungen im atmosphärischen Luftdruck oder extremem Temperaturwechsel unterworfen sein können.

Der Elastizitätsmodul des im zweiten Element des dichtenden Abstandshalters verwendeten Klebstoffes kann für die Zwecke der Erfindung an Testproben des Klebstoffes in Form eines Films bestimmt werden. Er wird hier bei einer Filmtemperatur von 20°C und bei 100% Dehnung, gemessen unter Zug, bestimmt.

Der Klebstoff des zweiten Elementes hat vorzugsweise einen Elastizitätsmodul von mehr als 1,8 MPa und vorzugsweise nicht mehr als 4 MPa. Er ist vorzugsweise von einem Typ, der weder flüchtige Lösungsmittel freigibt, die in Zwischenräume zwischen die Glasscheiben eintreten können, noch einen wesentlichen Verlust an Material, aus dem er besteht, bei Temperaturen unterhalb 100°C erfährt, was anzeigt, daß er bei Temperaturen bis zu 100°C stabil ist. Vorzugsweise hat er eine Glasübergangstemperatur, Tg, von unterhalb -45°C, was gute Stabilität bei tiefen Temperaturen gewährleistet. Die Glasübergangstemperatur Tg wird für die Zwecke der Erfindung durch Differentialabtastkalorimetrie unter Verwendung eines Perkin Elmer-Apparats und der Verfahrensweise, die in IRS Physical Chemistry Series 2, 1975, Band 10, publiziert von Butterworth London, beschrieben ist.

Der Klebstoff hat vorzugsweise eine Wasserdurchlässigkeit von weniger als 2,25 g×mm Dicke pro m²×24 h×kPa Wasserdruck, inbesondere 1,5 g×mm Dicke pro m²×24 h× kPa Wasserdruck. Dies gewährleistet, daß die Scheibe Feuchtigkeit ohne Risiko der Trennung der Scheiben widersteht.

Zu geeigneten Materialien für den Klebstoff gehören diejenigen auf der Basis von Silikon, Polysulfid oder Polyurethan. Polyurethanklebstoffe sind bevorzugt, insbesondere ein Zweikomponentenpolyurethan, z. B. UCETHANE (von UCB hergestellt) oder ISOSEAL 2000 (von TREMCO hergestellt). Diese Materialien sind undurchlässig für Wasserdampf, beständig gegen Vibration und Fahrzeugwaschmittel, stabil über einen weiten Temperaturbereich und haben gute Beständigkeit gegen UV-Strahlung. ISOSEAL 2000 hat einen Elastizitätsmodul von etwa 1,7 MPa und UCETHANE hat einen Elastizitätsmodul von mehr als 1,8 MPA (ISOSEAL und UCETHANE sind eingetragene Warenzeichen).

Wenn einmal der Klebstoff vollständig abgebunden ist, verbindet er nicht nur die zwei Scheiben fest miteinander sondern er schützt auch das erste Element gegen Verformung und hilft somit, die Scheiben in ihrer erforderlichen relativen Lage zueinander zu halten.

Die Ränder der für Fahrzeuge bestimmten Glasscheiben tragen oft einen schwarzen oder anders gefärbten, mit einem Seidensieb aufgedruckten Lack, um den Rand zu verbergen, und/oder das Aussehen zu verbessern und um mit der Form des Fahrzeuges übereinzustimmen. Solche Lacke verbinden sich häufig nicht gut mit herkömmlichen Klebstoffen. Wenn daher das lackierte Teil auf einer Seite angeordnet ist, welche den Klebstoff des zweiten Elementes aufnehmen soll, ist die Verwendung des bevorzugten Polyurethanklebstoffes besonders zweckmäßig, um eine starke Verbindung zwischen den Scheiben zu erzielen. Es ist ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß sie eine starke Doppelglasscheibe liefert, obwohl ein solches gelacktes Teil einbezogen ist.

Ausgedehnte Versuche unter Simulierung der Bedingungen, die man bei Fahrzeugverglasungsscheiben hat, wurden im Hinblick auf den Klebstoff durchgeführt, der in Scheiben gemäß der Erfindung verwendet werden soll. Dazu gehörten mechanische und klimatische Untersuchungen, insbesondere Zugprüfungen und Einwirkung von hohen und tiefen Temperaturen, Eintauchprüfungen und Prüfungen gemäß DIN 52 344. Es wurde festgestellt, daß Zweikomponentenpolyurethan mit den oben aufgeführten Qualitäten bei diesen Prüfungen besonders gut abschnitt.

Wie von der Form des Rahmens einer Fahrzeugscheibe bestimmt, in welche sie passen muß, kann die Verglasungsscheibe flach oder in einer oder mehreren Ebenen gekrümmt sein. Die sie ausmachenden Scheiben können aus gehärtetem Glas sein, das z. B. thermisch oder chemisch behandelt ist. Solche Behandlungen sind vorteilhaft zur Verbesserung solcher Qualitäten wie der Festigkeit der Scheibe und der Art und Weise, in der sie brechen kann. Chemisch behandelte Glaser haben im allgemeinen erhöhte Festigkeit für eine gegebene Dicke und gestatten somit die Verminderung der Dicke der Scheiben und dadurch des Gewichts der Scheibe. Getempertes bzw. gehärtetes Glas, selbst wenn es den Brechpunkt erreicht, neigt dazu, in ziemlich kleine gleichmäßig große Stücke zu brechen, die weniger gefährlich sind als Bruchstücke, die beim Brechen von nicht getempertem Glas entstehen. Die Scheiben können aus Klarglas oder aus Glas, das gegen Wärmestrahlung beständig ist, und das ggf. einen Überzug oder mehrere Überzüge gegen Sonneneinstrahlung oder für geringe Emissionsfähigkeit tragen kann, bestehen. Wenigstens eine der Scheiben kann aus laminiertem Glas gebildet sein, z. B. um die Schlagfestigkeit zu erhöhen.

Obwohl die Scheiben in einer gegebenen Gesamtscheibe im allgemeinen die gleiche Krümmung haben müssen, müssen sie nicht die gleichen Abmessungen haben. Ein besonders zweckmäßiger Bereich von Möglichkeiten für eine Doppelglasscheibe wird dadurch gegeben, daß man zwei Scheiben nimmt, die die gleiche äußere Form haben, bei denen jedoch eine etwas kleiner ist als die andere. Die Ausrichtung der größeren und kleineren Scheibe kann so angeordnet werden, daß die Scheibe eine Stufe am Rand von einer oder mehreren Seiten umfaßt. Eine solche abgestufte Konstruktion ist oft vorteilhaft für das Einpassen der Scheibe in die jeweilige Öffnung in der Fahrzeugkarosserie und ist besonders vorteilhaft für eine gleitende Scheibe in einer Fahrzeugtür. Im letzteren Fall brauchen die unterstützenden Nuten an den Seiten oder an der Oberseite des Türrahmens nur die äußeren Ränder der größeren Scheibe aufnehmen nicht aber die ganze Gesamtscheibe, so daß die Nuten ähnliche Abmessungen haben können wie die für Einfachverglasungsscheiben und wenn nur die größere Scheibe in die Nuten eingepaßt wird, vermeidet man die Anlegung von Scherkräften zwischen die die Gesamtscheibe ausmachenden Einzelscheiben, wenn das Fenster geöffnet oder geschlossen wird. In einigen Fällen ist jedoch bevorzugt, die Scheibe so am Fahrzeug anzuordnen, daß die größere Scheibe relativ zur kleineren Scheibe nach außen liegt und dadurch den dichtenden Abstandshalter von den Atmosphärenbedingungen abschirmt. In anderen Fällen ist es bevorzugt, daß die kleinere Scheibe die Außenseite einnimmt, so daß die äußere Form der Scheibe den Linien der Fahrzeugkarosserie enger folgt und dadurch die aerodynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs verbessert werden.

Ein zusatzlicher Kantenstreifen, z. B. ein extrudierter Streifen aus Metall oder Kunststoff, kann auf eine oder mehrere der Kanten der Scheibe aufgebracht werden. Dies kann Extrafestikgkeit für die Scheibe liefern, z. B. indem er als Teil einer Scheibe wirkt, der in die aufnehmenden Nuten eingreift, wird jedoch manchmal auch nur für dekorative Zwecke benötigt. Der Streifen braucht sich nicht um die volle Länge der Kanten zu erstrecken, wenn nicht der besondere beabsichtigte Verwendungszweck dies erfordert. Eine besonders feste Konstruktion, die sich am besten für Scheibenkanten eignet, die nicht die abgestufte Anordnung der Scheiben haben, wird geliefert, indem man einen Streifen mit einer U-förmigen Form verwendet. Dies gestattet es, daß die Ränder der zusammengebauten Scheibe als Kontakt oder Klebepassung innerhalb des U aufgenommen werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird ein solcher Verfestigungsstreifen auf der unteren Kante der Scheibe vorgesehen, um die Scherkräfte auf den dichtenden Abstandshalter während des Auf- und Abbewegens eines Seitenfensters zu vermindern, insbesondere eines solchen, bei dem der Bewegungsmechanismus auf die untere Kante einwirkt.

Die Einzelglasscheiben in der Verglasung haben im typischen Fall eine Dicke von etwa jeweils 3 mm. Der Abstand zwischen ihnen, d. h. die "Dicke" des abgedichteten Raumes, liegt vorzugsweise im Bereich von 1 bis 4 mm, insbesondere bei etwa 3 mm. Er kann mit trockener Luft oder speziellen Füllmitteln gefüllt werden, einschließlich von einem oder mehreren Gasen, wie Argon, SF₆ oder Krypton, oder Materialien wie Aerogel. Solche speziellen Füllstoffe verbessern die thermische und akustische Isolation der Scheibe.

Das oben diskutierte Butylkautschukextrudat oder -band hat im typischen Falle anfänglich kreisförmigen Querschnitt bei einem Durchmesser von etwa 4 mm vor dem Aufbringen. Nachdem die zweite Scheibe in ihre erforderliche Stellung gepreßt ist, verformt sich der Bandquerschnitt zu einer abgeflachten Form und nimmt etwa 3 mm Dicke zwischen den Scheiben an und erstreckt sich auf etwa 4,5 mm in der Ebene der Scheiben.

Eine bevorzugte Verfahrensweise für den Zusammenbau einer Scheibe gemäß der Erfindung umfaßt zuerst das Waschen und Trocknen der Glasscheiben. Dann wird ein Butytlkautschukband auf eine der Scheiben aufgebracht, zusammen mit jeglichen anderen Teilen die zum ersten Element gehören oder damit verbunden sind. Wenn die Gesamtscheibe Scheiben von verschiedenen Größen umfaßt, sollte die kleinere Scheibe gewählt werden. Der Butylkautschuk wird normalerweise bei einer warmen Umgebungstemperatur, im typischen Fall 30°C, aufgebracht, kann jedoch auch heiß aufgebracht werden. Er wird vorzugsweise mittels einer Rolle mit einer Führung ausgerichtet, welche die Einhaltung eines konstanten Abstandes, z. B. 4 mm, vom Rand der Scheibe gestattt. Die Anordnung des Bandes wird um den gesamten Umfang der Scheibe bewirkt (mit dem 4 mm-Abstand wie oben erläutert) und die Enden des Bandes werden, an der Stelle wo sie sich treffen, miteinander verbunden.

Dann wird die andere Scheibe auf das erste Element aufgelegt und eine Hohlnadel wird durch den Butylkautschuk eingesetzt, um das Entweichen von Luft aus dem Zwischenraum während des darauffolgenden Pressens der zweiten Scheibe auf die erste Scheibe zu gestatten.

Jeder zusätzliche Streifen, der zwischen die zwei Elemente des dichtenden Abstandshalters eingesetzt werden soll, wird bei dieser Stufe eingesetzt. Er kann als Stopp dienen, um eine definierte Minimumsdicke für den abgedichteten Raum zu gewährleisten, der ja beim nachfolgenden Pressen gebildet wird.

Das Pressen kann zweckmäßig durch Kalandern bewirkt werden. Bei einer bevorzugten Arbeitsweise der Erfindung wird das Pressen mit Hilfe einer Presse durchgeführt, die Platten hat, an welchen aufblasbare Säcke befestigt sind. Die Säcke legen den Anordnungsdruck auf die entgegengesetzten Seiten einer Doppelscheibe an. Dies erleichtert die Verbindung der Komponententeile bei einer Doppelverglasung mit sphärischer Krümmung und die gleiche Presse kann ohne Abänderung benutzt werden, um Scheiben mit verschiedenen Krümmungen zu verbinden. Das Pressen wird fortgesetzt bis der Zwischenraum die erforderlichen Abmessungen hat. Dann wird die Hohlnadel herausgezogen und das durch sie gebildete Loch wird mit einem Butylkautschukstopfen gefüllt.

Dann wird das zweite Element, der Klebstoff, aufgebracht, um den Raum zu füllen, der durch die Ränder der Innenseite der Scheibe und die Oberflächen des Butylkautschukstreifens oder von irgendeinem Zwischenstreifen, der nach dem Butylkautschukstreifen eingesetzt wurde, umgrenzt ist. Wenn die Gesamtscheibe Scheiben von verschiedenen Größen umfaßt, wird vorzugsweise ein Maskierungsstreifen um den Rand der inneren Fläche der größeren Scheibe gelegt, um zu vermeiden, daß Klebstoff auf diesen Rand aufgebracht wird.

Jeder Schutz- oder Zierstreifen kann nun auf die Kanten der Scheibe aufgebracht und durch Kontakt mit dem zweiten Klebstoffelement befestigt werden.

Die bevorzugten Klebstoffe verfestigen sich im allgemeinen innerhalb etwa 30 min und sind innerhalb etwa 3 h vollständig polymerisiert. Dann kann jedes Schutzband für den Rand entfernt werden.

Die Erfindung wird anschließend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, welche verschiedene Formen einer Doppelverglasung gemäß der Erfindung zeigen.

Fig. 1 zeigt eine vollständige Doppelverglasungsscheibe, die sich zur Verwendung als gleitendes Fenster in einer Motorfahrzeugtür eignet.

Die Fig. 2 und 3 zeigen Einzelheiten der Scheibe von Fig. 1. Fig. 2 ist eine Schnittansicht eines Teils der Scheibe, gesehen von einer Stelle, die durch A-A′ in Fig. 1 angegeben ist. Fig. 3 ist eine Schnittansicht eines Teils der Scheibe, gesehen von einer Stelle, die durch B-B′ in Fig. 1 angegeben ist.

Fig. 4 zeigt Einzelheiten einer alternativen Version von Teilen der Scheibe nach Fig. 1, gesehen von einer Stellung, die A-A′ in Fig. 1 entspricht.

Fig. 5, 6 und 7 zeigen im Querschnitt Einzelheiten anderer Arten einer Scheibe. Alle sind von einer Stelle gesehen, die entsprechend A-A′ in Fig. 1 ist.

Aus Zweckmäßigkeitsgründen werden in der folgenden Beschreibung die gleichen Bezugszahlen unter Bezugnahme auf die verschiedenen Versionen der Scheibe für die Komponenten benutzt, die ihnen gemeinsam sind.

Die in Fig. 1 bis 3 gezeigte Scheibe umfaßt eine äußere Glasscheibe 10 und eine innere Glasscheibe 12 (die Ausdrücke äußere und innere werden so benutzt, daß sie sich auf die Gesamtscheibe beziehen, wenn sie in ein Fahrzeug eingebaut ist und demgemäß die äußere bzw. innere Oberfläche bilden), wobei die äußere Scheibe 10 etwas größer ist als die innere Scheibe 12 und über die innere Scheibe 12 auf allen Seiten übersteht. Beide Scheiben 10 und 12 sind 3 mm dick und wurden durch thermische Härtung behandelt und etwas gekrümmt.

Zwischen den Scheiben 10 und 12 erstreckt sich ein dichtender Abstandshalter 14 um den gesamten Umfangsrand der Scheibe 12, so daß die Scheiben 10 und 12 in sicherem Abstand zueinander etwa 3 mm voneinander gehalten werden. Der Abstandshalter 14 umgrenzt auch einen abgedichteten isolierenden Raum, der allgemein durch die Bezugszahl 16 angegeben ist, zwischen den zwei Scheiben 10 und 12. Um ihren Umfang tragen die Scheiben 10 und 12 auf den Oberflächen, welche dem abgedichteten Raum 16 zugekehrt sind, ein Band von schwarzem Emaille oder Lack (nicht gezeigt), das durch Seidensiebdruck aufgebracht ist. Die Größe der Lackbänder auf jeder der Scheiben 10 und 12 ist derart, daß sie gerade den gesamten dichtenden Abstandshalter 14 vor Sicht maskieren.

Der Abstandshalter 14 umfaßt als erstes Element ein Butylkautschukband 22 und als zweites Element einen Streifen 26 aus Polyurethankleber. Das Band 22 ist aus Butylkautschuk gebildet, der mit 10 bis 20% Trockenmittel versehen ist und enthält ein Silan, um die Haftung am Glas zu verbessern und hat eine kontinuierliche Seele 24 aus einem Polymerfaden mit etwas geringerem Durchmesser als 1 mm. Das Band 22 ist biegsam und dehnbar um leicht den Oberflächenumrissen und der Form der Ecken der gekrümmten Scheiben 10 und 12 zu folgen. Es bildet eine sehr wirksame Sperre gegen Feuchtigkeit.

Am unteren Ende des isolierenden Raums 16 und am abdichtenden Abstandshalter 14 befestigt ist eine Trocknungsplatte 18, die aus gepulvertem Zeolithmolekularsieb (63 Gew.-%) in Epoxyharz (37-Gew.-%) besteht. Die Platte 18 dient dazu, feuchtigkeitsfreie Bedingungen im isolierenden Raum 16 aufrechtzuerhalten. Stützteile 20 von L-förmigem Querschnitt aus Aluminium sind am unteren Rand der Platte 12 vorgesehen und werden durch Polyurethankleber an der Scheibe 10 befestigt, so daß sie der zusammengebauten Scheibe zusätzliche Festigkeit verleihen.

Der Klebstoff für den Streifen 26 ist ein Polyurethan, wie UCETHANE (eingetragenes Warenzeichen von UCB) mit einem Elastizitätsmodul, gemessen unter den oben definierten Bedingungen, von 1,9 mPa. Seine Dehnung unter Spannung von 0,95 MPa ist gerade 20%. Seine Glasübergangstemperatur Tg, gemessen durch Differenzialscanning-Kalorimetrie wie oben definiert, betrug etwa -64°C. Die Wasserdurchlässigkeit eines Films dieses Klebstoffes wurde mit einer LYSSY-Apparatur gemessen. Bei 38°C und 90° relativer Feuchtigkeit ergab dies eine Wasserdurchlässigkeit von 6,98 g/m² in 24 h für einen Film von 1 mm Dicke. Die Anwendung eines Korrekturfaktors für die Betriebsbedingungen ergibt eine Wasserdurchlässigkeit für den Klebstoff von etwa 1,17 g×mm Filmdicke pro m²×24 h×kPa Wasserdruck. Der Klebstoff ist bis zu 100°C stabil und zeigt praktisch keinen Materialverlust bis zu dieser Temperatur hinauf. Er zeigt weiter keinen Verlust an flüchtigen Lösungsmitteln.

Bei der Herstellung einer solchen Scheibe wurde das Butylkautschukband 22 bei 30°C auf den Umfang der kleineren Scheibe 12 mittels einer Rolle mit Führung aufgebracht, die 4 mm von der Kante der Scheibe 12 entfernt war. Die Platte 18 wurde in die gewünschte Stellung gebracht und die Scheibe 10 dann auf das Band 22 aufgesetzt. Nach Einführung einer Hohlnadel durch das Band 22, um den Luftaustritt zu gestatten, wurde die Anordnung auf eine Gesamtdicke von 9 mm zusammengepreßt. Ein Abdeckstreifen wurde auf den Umfang der größeren Scheibe 10 nach dem Pressen aufgebracht und dann wurde der Klebstoff 26 eingebracht und polymerisieren gelassen.

Scheiben, wie die unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 3 beschriebenen, wurden einer Reihe von Tests wie folgt unterzogen, um ihr Verhalten unter verschiedenen Arten von extremen Bedingungen zu prüfen.

I. Höhentest

Die Scheibe wurde 1 Monat bei einem vermindertem Druck gehalten, der einer Höhe von 3000 m entspricht. Am Ende der einmonatigen Zeitspanne hatte sich der Spalt zwischen den Scheiben um weniger als 2 mm in der Mitte der Scheiben nach außen durchgebogen. Wenn die Scheiben wieder auf Meereshöhendruck gebracht wurden, wurde ihre ursprüngliche Gestalt wieder vollkommen hergestellt.

II. Test bei hoher Feuchtigkeit

Die Scheiben wurden einem Feuchtigkeitstest gemäß dem Prüfverfahren nach DIN 52 344 unterworfen. Der Taupunkt der Scheibe betrug etwa -50°C vor dem Test und wurde durch den Test nicht verändert.

III. Hochtemperaturtest

Die Scheibe wurde in einen Ofen bei 105°C eingebracht und 1 h bei dieser Temperatur gehalten. Im Raum zwischen den Scheiben wurde keine Kondensation festgestellt, was anzeigt, daß keine Freisetzung von kondensierbaren Bestandteilen erfolgt war.

Die in Fig. 4 gezeigte Ausführungsform einer Scheibe ist praktisch die gleiche wie die von Fig. 1 bis 3, umfaßt jedoch einen Aluminiumkantenstreifen 34, der die obere Kante der Scheibe 12 und die obere Oberfläche des Polyurethans 26 abdeckt und schützt. Der Kantenstreifen 34 umfaßt einen hervorragenden Zungenteil 36, der in das Polyurethan 26 eingebettet ist, um der Anordnung zusätzliche Festigkeit zu verleihen.

Die in Fig. 5 gezeigte Ausführungsform der Scheibe hat äußere bzw. innere Glasscheiben 40 und 42, die sich an ihren oberen Kanten nicht überlappen. Bei dieser Ausführungsform umfaßt der dichtende Abstandshalter einen heißextrudierten Streifen 38 aus Butylkautschuk als erstes Element, einen Polyurethanstreifen 26 als zweites Element und eine Folie 44 aus Bleilegierung (0,4 mm Dicke und 2,5 mm Breite) zwischen den zwei Elementen und im direkten Kontakt mit beiden. Bei dieser Ausführungsform enthält der Butylkautschuk keine Seele und kein Trocknungsmittel, jedoch enthält die Platte eine Trocknungsplatte der oben unter Bezugnahme auf Fig. 1, Bezugszahl 18, beschriebenen Art. Bei einer Abänderung dieser Ausführungsform (nicht gezeigt), kann die Folie 44 in den Butylkautschukstreifen 38 eingebettet sein.

Die Fig. 6 und 7 zeigen in entsprechender Weise Gesamtplatten mit Platten 40 und 42, von denen keine am oberen Rand übersteht. In beiden Ausführungsformen hat der dichtende Abstandshalter die Form desjenigen von Fig. 1, d. h. er ist ein Butylband 22 und ein Polyurethankleber 26. Die Ausführungsform nach Fig. 6 hat einen Aluminiumkantenstreifen 45, der die oberen Ecken beider Platten 40 und 42 und auch den Klebstoff 26 abdeckt. Der Streifen 45 umfaßt einen Zungenteil 46, der in den Klebstoff 26 eingebettet ist. Die Seitenflächen des oberen Teils des Streifens 45 sind nach innen gekrümmt und bilden eine obere Kante 48, die so geformt ist, daß sie leicht in eine entsprechende Nut im Türrahmen eingleitet.

Die Ausführungsform nach Fig. 7 hat einen Kantenstreifen 50 mit Seitenteilen 52, die eine im allgemeinen U-förmige Aussparung bilden, um die Scheiben 40 und 42 aufzunehmen.

Der Kantenstreifen 50 kann aus Aluminium als solchem oder aus einem Polymermaterial, in das ein Aluminiumband eingebettet ist, gebildet sein. Die Seitenteile 52 haben Innenstränge 54 aus Neopren, die in entsprechenden Kanälen in ihren Innenseiten gehalten werden, so daß sie eine wasserundurchlässige Dichtung mit der Glasoberfläche bilden. Der Streifen 50 wird durch das Polyurethan 26 am Platz gehalten, das sich in dieser Ausführungsform vom Raum neben dem Band 22 über die oberen Kanten der Scheiben 40 und 42 und in die Räume zwischen den Seitenteilen 52 und den äußeren Oberflächen der Scheiben 40 und 42 erstreckt. Der obere Teil des Streifens 50 ist so geformt, daß er einen Kantenteil 56 bildet, der gegen die innere Seite der Scheibe zurückspringt, um in die obere Nut eines Türrahmens einzugreifen.

Eine Probescheibe der oben unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 3 beschriebenen Art wurde wie folgt Scherprüfungen unterworfen. Nach 50stündiger Alterungsbehandlung in Wasser bei 90°C, ergab die Scherung des Probenklebstoffes einen Klebstoffbruch bei 1,8 MPa. Nach 70tägigem Altern in Wasser bei 80°C wurde bei 1 MPa ein Klebstoffbruch erzeugt. Zu Vergleichszwecken wurde ein Polysulfidklebstoff mit einem Elastizitätsmodul unter Zug von 0,9 MPa benutzt, wobei nach 50stündigem Altern ein Klebstoffbruch bei 0,7 MPa erzeugt wurde, und im 70-Tagetest spaltete sich die Scheibe vor dem Ende der Versuchszeit. Es wurden keine Änderungen in den mechanischen Eigenschaften vor und nach einem weiteren Schertest auf mechanische Ermüdung beobachtet, der an einer anderen Probe durchgeführt wurde, und der darin bestand, daß wiederholt eine Scherkraft auf einen dichtenden Abstandshalter angelegt wurde, die 40mal dem Gewicht einer der Komponentenglasscheiben entsprach und zwar für etwa 100 000 Zyklen.

Somit ist eine Doppelverglasung mit den angegebenen Elementen des dichtenden Abstandshalters außerordentlich beständig gegen sehr schwere und hochgradig veränderliche atmosphärische Bedingungen und gegen Scherung oder Zugkräfte, die insbesondere von Veränderungen in der Temperatur, im Druck oder durch Schock stammen. Sie ist daher besonders vorteilhaft zur Verwendung bei Automobilverglasungen.

Claims

1. Mehrfachverglasungsscheibe für ein Fahrzeug, wobei die Scheibe wenigstens zwei Glasscheiben und einen dichtenden Abstandshalter zwischen dem oder jedem Paar von benachbarten Scheiben aufweist, so daß die Scheiben im Abstand voneinander gehalten werden und ein abgedichteter Raum zwischen ihnen gebildet wird, wobei sich der Abstandshalter um den Umfang des abgedichteten Raum erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder dichtende Abstandshalter ein erstes Element in Kontakt mit beiden benachbarten Scheiben und mit dem abgedichteten Raum aufweist, wobei das erste Element aus einem biegsamen und dehnbaren Material gebildet ist und eine Sperre gegen den Eintritt von Feuchtigkeit in den abgedichteten Raum bildet und ein zweites Element in Kontakt mit beiden benachbarten Scheiben, das wenigstens teilweise aus einem Klebstoff gebildet ist, der einen Elastizitätsmodul von mehr als 1,4 MPa (gemessen wie vorher definiert) hat.

2. Mehrfachverglasungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element wenigstens teilweise aus Butylkautschuk gebildet ist.

3. Mehrfachverglasungsscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element die Form eines Butylkautschukbandes hat.

4. Mehrfachverglasungsscheibe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Band eine Seele hat, die aus einem Faden aus Aluminium, Baumwolle oder Synthesefaser(n) gebildet ist.

5. Mehrfachverglasungsscheibe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Band ein Entwässerungsmittel bzw. Trocknungsmittel umfaßt.

6. Mehrfachverglasungsscheibe nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abstandsstreifen zwischen die Scheiben und anschließend an den Butylkautschuk eingesetzt ist.

7. Mehrfachverglasungsscheibe nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element einen gewellten Metallstreifen, eingebettet in Butylkautschuk oder mit Butylkautschuk auf einer oder mehreren seiner Oberflächen, aufweist.

8. Mehrfachverglasungsscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einsatz, der ein Trocknungsmittel enthält, in den abgedichteten Raum einbezogen ist.

9. Mehrfachverglasungsscheibe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz an einer Stelle im Raum liegt, die normalerweise für die Fahrzeuginsassen nicht sichtbar ist.

10. Mehrfachverglasungsscheibe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz am ersten Element befestigt ist.

11. Mehrfachverglasungsscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein mikroporöses Material in das erste Element einbezogen ist, um den Eintritt von Wassermolekülen in den abgedichteten Raum zu behindern, während der Durchtritt anderer Gase möglich ist.

12. Mehrfachverglasungsscheibe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das mikroporöse Material in Form von einem oder mehreren Pellets vorliegt.

13. Mehrfachverglasungsscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff des zweiten Elementes einen Elastizitätsmodul von mehr als 1,8 MPa hat.

14. Mehrfachverglasungsscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff einen Elastizitätsmodul von nicht mehr als 4MPa hat.

15. Mehrfachverglasungsscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff des zweiten Elementes von einer Art ist, die keine flüchtigen Lösungsmittel freigibt.

16. Mehrfachverglasungsscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff des zweiten Elementes von einer Art ist, die bei Temperaturen von unterhalb 100°C keinen wesentlichen Verlust an Bestandteilsmaterial liefert.

17. Mehrfachverglasungsscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff des zweiten Elementes eine Glasübergangstemperatur Tg (gemessen durch Differenzialscanning-Kalorimetrie wie oben definiert) von unterhalb -45°C hat.

18. Mehrfachverglasungsscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff des zweiten Elements eine Wasserdurchlässigkeit von weniger als 2,25 g×mm Dicke pro m²×24 h×kPa Wasserdruck hat.

19. Mehrfachverglasungsscheibe nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff des zweiten Elementes eine Wasserdurchlässigkeit von weniger als 1,5 g×mm Dicke pro m²×24 h×kPa Wasserdruck hat.

20. Mehrfachverglasungsscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff des zweiten Elementes ein Polyurethan ist.

21. Mehrfachverglasungsscheibe nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff ein Zweikomponentenpolyurethan ist.

22. Mehrfachverglasungsscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Scheiben einen oder mehrere Antisolarbeschichtungen oder Beschichtungen für niedere Emissionsfähigkeit aufweist.

23. Mehrfachverglasungsscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Scheiben aus Verbundglas gebildet ist.

24. Mehrfachverglasungsscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Einzelscheiben aufweist, welche die gleiche äußere Gestalt haben, von denen jedoch eine etwas kleiner ist als die andere.

25. Mehrfachverglasungsscheibe nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtung der größeren und kleineren Scheibe derart ist, daß die Scheibe eine Abstufung am Rand von einer Seite oder mehreren Seiten zeigt.

26. Mehrfachverglasungsscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Metall- oder Plastikkantenstreifen an einer oder mehreren Kanten der Scheibe befestigt ist.

27. Mehrfachverglasungsscheibe nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen einen U-förmigen Aufbau hat.

28. Mehrfachverglasungsscheibe nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen an der unteren Kante der Scheibe vorgesehen ist.

29. Mehrfachverglasungsscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den benachbarten Scheiben im Bereich von 1 bis 4 mm liegt.

30. Mehrfachverglasungsscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der abgedichtete Raum mit einem Spezialfüllmittel gefüllt ist, das aus einem oder mehreren Gasen wie Argon, SF₆ oder Krypton oder einem Material wie Aerogel gewählt ist.

31. Verfahren zur Herstellung einer Mehrfachverglasungsscheibe für ein Fahrzeugfenster durch Einsetzen eines dichtenden Abstandshalters zwischen zwei benachbarten Glasscheiben, um die Scheiben im Abstand zueinander zu halten, wobei ein erstes Element des dichtenden Abstandshalters, das aus einem biegsamen und dehnbaren Material gebildet ist auf eine Seite einer der Scheiben unter Bildung eines kontinuierlichen langen Streifens, der sich um den Rand der Seite und nahe an seiner Kante erstreckt, aufgelegt und die andere Scheibe dann auf das erste Element aufgebracht wird und die Scheiben miteinander verpreßt werden, bis der Zwischenraum zwischen ihnen auf einen gewünschten Abstand vermindert und ein abgedichteter Raum zwischen den Scheiben gebildet ist und ein zweites Element, das wenigstens teilweise aus einem Klebstoff mit einem Elastizitätsmodul von mehr als 1,4 MPa (gemessen wie vorher definiert), dann in Kontakt mit den Scheiben um wenigstens einen Teil des ersten Elementes aufgebracht wird und so eine starke Klebstoffbindung zwischen den Scheiben gebildet wird.

32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasscheiben zuerst gewaschen und getrocknet werden und dann ein Butylkautschukband auf eine von ihnen zur Bildung des ersten Elementes aufgebracht wird.

33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß das Butylkautschukband mittels einer Rolle mit einer Führung ausgerichtet wird, welche die Einhaltung eines konstanten Abstandes vom Rand der Scheibe gestattet.

34. Verfahren nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Scheibe dann auf das erste Element aufgesetzt und eine Hohlnadel durch das Butylkautschukband eingeführt wird, um das Entweichen von Luft aus dem Zwischenraum während des nachfolgenden Pressens der zweiten Scheibe auf die erste Scheibe zu gestatten.

35. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Scheiben zur Bildung der Gesamtscheibe mit Hilfe einer Presse durchgeführt wird, die Platten hat, an denen aufblasbare Säcke befestigt sind, welche den erforderlichen Druck für den Zusammenbau auf die entgegengesetzten Seiten der Gesamtscheibe ausüben.

36. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtscheibe Scheiben von verschiedenen Größen umfaßt und ein Maskierungsstreifen um den Rand der Innenseite der größeren Scheibe gelegt wird, so daß das Aufbringen von Klebstoff des zweiten Elementes auf diesen Rand vermieden wird.

37. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schutz- oder Zierstreifen auf eine oder mehrere Kanten der Scheibe nach Einbringen des Klebstoffs des zweiten Elementes aufgebracht wird.