DE4301026A1 - Für die Verklebung mit einem Fensterrahmen vorgerüstete Autoglasscheibe und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine für die Verklebung mit dem Befestigungsflansch einer Fensteröffnung vorgerüstete Glasscheibe, insbesondere eine Autoglasscheibe, mit einem in ihrem Randbereich angeordneten, einen auf den Befestigungsflansch gerichteten Abschnitt mit U-förmigem Querschnitt aufweisenden rahmenartigen Profil aus einem Polymer, wobei die Kleberraupe in dem im Querschnitt U-förmigen Abschnitt angeordnet ist und die Seitenstege des U-förmigen Abschnitts innen mit von Hinterschneidungen gebildeten Verankerungsvorsprüngen versehen sind.

Eine derart vorgerüstete Autoglasscheibe ist aus der EP 0 258 128 B1 bekannt. Bei dieser bekannten Autoglasscheibe erfolgt die Verklebung der Glasscheibe durch adhäsive Verbindung des Klebers mit dem rahmenartigen Polymerprofil. Die Verankerungsvorsprünge dienen in diesem Fall dazu, die Verbindung zwischen der Klebermasse und dem Polymerprofil weiter zu verbessern, indem zusätzlich zu der Adhäsion eine formschlüssige mechanische Verankerung zwischen dem Profilrahmen und dem Kleberstrang erzeugt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbindung zwischen einer Glasscheibe und einem Fensterrahmen zu schaffen, die es gestattet, im Bedarfsfall auf einfache und schnelle Weise die Glasscheibe aus dem Fensterrahmen herauszulösen. Insbesondere soll eine Verbindung geschaffen werden, die mit möglichst geringem Aufwand herstellbar ist und die sich für die industrielle Produktion von Autoglasscheiben eignet.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Maßnahmen nach Anspruch 1 gelöst.

Erfindungsgemäß vorgerüstete Glasscheiben lassen sich ohne weitere Vorbereitung nach der üblichen Klebemethode einbauen, indem sie mit dem in den Hohlraum des U-förmigen Abschnitts eingebrachten Kleber in den Fensterrahmen eingesetzt werden. Nach dem Aushärten des Klebers können sie ohne Schwierigkeiten jederzeit durch einfaches Herausdrücken ausgebaut werden, wobei die Seitenstege des U-Profils nachgeben und sich von der ausgehärteten Kleberraupe lösen. Die herausgelöste Glasscheibe kann später ohne Schwierigkeiten wieder eingebaut werden. Zu diesem Zweck wird lediglich die auf dem Befestigungssteg haftende ausgehärtete Kleberraupe von dem Befestigungssteg entfernt, und die mit einer neuen Klebermasse versehene Glasscheibe wieder in den Fensterrahmen eingesetzt. Von besonderem Vorteil ist diese neue Befestigungsart von Glasscheiben beispielsweise bei Autoglasscheiben, in dem sie ein leichtes Ausbauen der Glasscheiben und ihre Wiederverwendung beim Herstellungsprozeß der Kraftfahrzeuge erlaubt, wenn beispielsweise ein Nachlackieren der Autokarosserie im Bereich der Fensterrahmen erforderlich ist. Ebenso ist diese neue Befestigungsart am Ende der Lebensdauer der Fahrzeuge vorteilhaft, wenn die Glasscheiben zum Zweck des Recycling ausgebaut werden müssen.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das rahmenartige Polymerprofil aus einem thermoplastischen Polyolefin-Elastomer aus isotaktischem Polypropylen und Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, während der Kleber aus einem feuchtigkeitshärtendem Einkomponenten- Polyurethan-System besteht. Wenn beispielsweise für das Polymerprofil das Produkt SANTOPRENE A Typ 111-64 der Firma Advanced-Elastomer-Systems, und für den Kleber das Produkt BETASEAL der Firma GURIT-ESSEX verwendet wird, ergeben sich ganz besonders günstige Verhältnisse aufgrund der Elastizität dieser beiden Materialien und aufgrund der klebefeindlichen Eigenschaften dieser beiden Materialien zueinander.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben.

Von den Zeichnungen zeigt, jeweils in Form einer ausschnittsweisen Schnittzeichnung
Fig. 1 eine erfindungsgemäß vorgerüstete Autoglasscheibe mit einem einseitig auf der Glasscheibe haftenden Polymerprofil,

Fig. 2 eine Vorrichtung zum Herstellen der in Fig. 1 dargestellten vorgerüsteten Glasscheibe;

Fig. 3 eine mit einem die Glasscheibe am Rand einfassenden erfindungsgemäßen Profilrahmen vorgerüstete Autoglasscheibe;

Fig. 4 ein für die Herstellung eines umspritzten Rahmens geeignetes Spritzgießwerkzeug mit einem beweglichen Kern während des Spritzgießvorgangs;

Fig. 5 das in Fig. 4 dargestellte Spritzgießwerkzeug während des Entformungsvorgangs;

Fig. 6 ein Spritzgießwerkzeug mit einem lose in die Oberform einlegbaren Kern während des Spritzgießvorgangs, und

Fig. 7 die aus dem in Fig. 6 dargestellten Spritzgießwerkzeug entformte Glasscheibe vor der Entfernung des Kerns.

Bei der in Fig. 1 dargestellten für den Einbau vorgerüsteten Glasscheibe handelt es sich um eine Autoglasscheibe 1, die mit Hilfe des Extrusionsverfahrens einseitig mit einem Polymerrahmen 2 versehen ist. Die Herstellung dieses Polymerrahmens 2 erfolgt mit Hilfe einer Einrichtung, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist.

Die Glasscheibe 1 ist auf der dem Befestigungsflansch des Fensterrahmens zugewandten Seite mit einem rahmenartigen Belag 3 aus einem eingebrannten Email versehen. Nach Behandlung der mit dem Belag 3 versehenen Randfläche mit einem geeigneten Primer wird das rahmenartige Profil 2 auf den Emailbelag aufextrudiert. Das Profil 2 weist einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt auf und besteht aus dem Bodenabschnitt 5 und den beiden Seitenstegen 6 und 7. Außerdem ist das Profil 2 mit einer über den Scheibenumfang vorstehenden Lippe 8 versehen. Das Profil 2 besteht aus einem thermoplastischen Polyolefin-Elastomer aus isotaktischem Polypropylen und Ethylen-Propylen-Dien- Kautschuk, beispielsweise aus dem Produkt SANTOPRENE der Firma Advanced-Elastomer-Systems. Als Primer für die Vorbehandlung der Emailschicht 3 dient ein modifiziertes Zweikomponenten-Polyurethan-System in einem Lösemittel, das aus einer Mischung aus Trichlorethylen, 1,1,1-Trichlorethan und Methylenchlorid besteht; beispielsweise haben sich die Produkte X8310 der Firma Henkel und AK920 der Firma Kömmerling als besonders geeignet erwiesen.

Die beiden Seitenstege 6, 7 sind innen mit vorspringenden Zähnen versehen. Der von den Seitenstegen gebildete Hohlraum erweitert sich nach unten und bildet einen tannenbaumartigen Querschnitt. Dieser Hohlraum ist gefüllt mit einer Klebermasse 10, die mit dem Material des Profils 2 keine chemische Bindung, das heißt keine Adhäsion eingeht, so daß die Verbindung ausschließlich durch die formschlüssige Verzahnung hergestellt ist. Die Klebermasse 10 wird mit Hilfe einer Spritzdüse derart in den Hohlraum eingespritzt, daß er diesen vollständig ausfüllt und außerdem einen über das Profil 2 überstehenden Überschuß 11 bildet, der den eigentlichen Montageklebervorrat darstellt.

Wie aus Fig. 2 im einzelnen zu ersehen ist, wird die Glasscheibe 1 zum Aufbringen des Polymerrahmens 2 auf einem Tisch 13 sorgfältig positioniert. An dem Manipulationskopf 14 des Roboters 15 ist eine Extrusionsdüse 16 angeordnet, die mit einer dem Querschnitt des gewünschten Rahmenprofils entsprechenden kalibrierten Düsenöffnung 17 versehen ist.

Die Extrusionsdüse 16 wird von dem Roboter 15 entsprechend dem vorgegebenen Wegprogramm am Rand der Glasscheibe 1 entlanggeführt, wobei der Roboter 15 von einer zentralen Steuereinheit 19 über die Steuerleitung 20 angesteuert wird. Die Extrusionsdüse 16 ist mit einem elektrischen Heizelement 21 versehen, durch das der Düsenkörper auf die für die Extrusion notwendige Temperatur von etwa 200 Grad Celsius erwärmt wird.

Das zu extrudierende thermoplastische Elastomer wird als Granulat in den Aufgabetrichter 23 eingeführt und in dem Schneckenextruder 24 aufgeschmolzen und unter hohem Druck der Extrusionsdüse 16 zugeführt. Der die Schnecke enthaltende Zylinder 25 des Schneckenextruders 24 ist von mehreren Heizringen 26 umgeben, die mit Hilfe von elektrischen Heizwiderständen den Zylinder 25 einschließlich der darin rotierenden Schnecke auf die erforderliche Temperatur aufheizen. Der Antriebsmotor 27 des Schneckenextruders 24 wird über die Steuerleitung 28 ebenso wie der Roboter 15 von der zentralen Steuereinheit 19 gesteuert.

Zur Verbindung zwischen dem Zylinder 25 des Extruders 24 und der Extrusionsdüse 16 dient ein elektrisch beheizter Hochdruckschlauch 30. Der Hochdruckschlauch 30 muß Drücke von wenigstens 250 bar bei Betriebstemperatur aushalten und eine elektrische Heizwicklung 31 aufweisen, die eine geregelte Heizung des Schlauchs 30 auf eine Temperatur von etwa 200 Grad Celsius gestattet. Andererseits muß der Hochdruckschlauch 30 so flexibel sein, daß er den Bewegungen der Extrusionsdüse 16 ohne Einschränkungen folgen kann, und daß er die Bewegungen des Roboters nicht beeinträchtigt.

Der Hochdruckschlauch 30 weist andererseits zwangsläufig eine gewisse Torsionssteifigkeit auf, durch die unter Umständen der Extrusionsvorgang beeinträchtigt werden kann. Denn während eines Umlaufs des Manipulationskopfes 14 um die Glasscheibe wird die Extrusionsdüse um 360 Grad gedreht, und diese Torsionsbewegung wird auf den Schlauch 30 übertragen. Durch die ständigen Torsionsbeanspruchungen wird einerseits der Schlauch 30 in Mitleidenschaft gezogen, was zu einem beschleunigten Verschleiß des Schlauchs 30 führt. Andererseits werden durch diese Torsionskräfte die entsprechenden Reaktionskräfte in den Manipulationskopf 14 eingeleitet, was zu Ungenauigkeiten beim Extrusionsvorgang führen kann. Zur Vermeidung dieser Effekte können deshalb ein oder mehrere Rohrdrehgelenke entlang des Hochdruckschlauches 30 eingebaut werden.

Die in Fig. 3 in bereits eingebautem Zustand dargestellte Glasscheibe 34 ist mit einem Polymerrahmen 35 versehen, der nach einem Spritzgießverfahren hergestellt wurde. In diesem Fall wird die Glasscheibe 34 auf beiden Seiten von dem Profilrahmen 35 eingefaßt. Der Profilrahmen 35 ist mit einer vorstehenden Lippe 36 versehen. Die Lippe 36 legt sich an die Wand 37 des Fensterrahmens an und schließt den zwischen der Glasscheibe und dieser Wand 37 bestehenden Spalt. Auf der dem Befestigungssteg 38 des Fensterrahmens zugewandten Seite ist der Profilrahmen 35 mit einem einen U-förmigen Querschnitt aufweisenden Abschnitt 39 versehen, dessen Seitenstege 40, 41 innen mit vorspringenden Zähnen versehen sind. Der von den Seitenstegen 40, 41 gebildete Hohlraum ist mit der Klebermasse 42 gefüllt. Für die Klebermasse 42 und den Profilrahmen 35 werden dieselben Materialien verwendet, wie sie anhand der Fig. 1 beschrieben wurden.

In den Fig. 4 bis 7 sind zwei Beispiele für die Ausgestaltung von Spritzgießformen dargestellt, mit denen sich die Erfindung mit Hilfe des Spritzgießverfahrens verwirklichen läßt.

Dabei zeigen die Fig. 4 und 5 eine Spritzgießform mit einer Unterform 45 und einer Oberform 46, die mit einem dem gewünschten Profilquerschnitt entsprechenden Formhohlraum versehen sind. Die Glasscheibe 47 wird in diese Spritzgießform eingebracht, und der Hohlraum wird mit dem thermoplastischen Polymer unter Druck gefüllt. Zur Bildung des mit den Verankerungsvorsprüngen versehenen Hohlraums in dem U-förmigen Abschnitt 39 ist die Oberform 46 mit einem beweglichen Kern 41 versehen. Der Kern 48 ist innerhalb eines Hohlraums 49 in der Oberform zwischen zwei Endstellungen bewegbar. Beim Spritzvorgang nimmt der Kern 48 die obere Endstellung in der Oberform 46 ein. Der Entformungsvorgang nach dem Erstarren des thermoplastischen Polymers erfolgt in zwei Schritten. Im ersten Schritt wird die Oberform 46 angehoben, um das gebildete Polymerprofil oben freizugeben. Bei diesem Vorgang bleibt der Kern 48 in dem U-förmigen Abschnitt 39, bis die Oberform 46 so weit angehoben ist, daß der Kern 48 in dem Hohlraum 49 seine untere Endstellung erreicht hat. Beim weiteren Anheben der Oberform 46 wird der Kern 48 von der Oberform mitgenommen. Er kann nun aus dem Abschnitt 39 ohne Schwierigkeiten entfernt werden, weil jetzt die beiden Seitenstege des U-förmigen Abschnitts seitlich nachgeben können, da sie einerseits von außen nicht mehr gehalten werden und andererseits aus einem elastisch verformbaren Material bestehen.

Eine andere Möglichkeit für die Ausgestaltung einer für den erfindungsgemäßen Zweck geeigneten Spritzgießform ist in den Fig. 6 und 7 dargestellt. Auch in diesem Fall umfaßt die Spritzgießform eine Oberform 52 und eine Unterform 53 mit dem Profil entsprechenden Formhohlräumen, sowie einen Kern 54 für die Bildung des die Verankerungsvorsprünge aufweisenden Profilabschnitts. Der Kern 54 ist jedoch in diesem Fall von der Oberform 52 unabhängig. Er ist als separater Ring ausgebildet und liegt in einer entsprechenden Ausnehmung 55 in der Oberform 52. Beim Entformen der Glasscheibe nach dem Spritzgießvorgang bleibt der ringförmige Kern 54 in dem Polymerrahmen 56 stecken, so wie es in Fig. 7 dargestellt ist. Zweckmäßigerweise beläßt man den Kernring 54 so lange in dem Rahmen 56, bis dieser vollständig erstarrt ist. Sodann kann er mit Hilfe eines geeigneten Werkzeugs 57 aus dem Profilrahmen 50 herausgelöst werden.

Bei dem Kernring kann es sich um einen stabilen metallischen Ring handeln, der immer wieder verwendet wird. Es kann sich jedoch auch um einen Kernring aus einem preiswerten Material handeln, der nach dem Gebrauch verworfen wird.

Claims (9)

1. Für die Verklebung mit dem Befestigungsflansch einer Fensteröffnung vorgerüstete Glasscheibe, insbesondere Autoglasscheibe, mit einem in ihrem Randbereich angeordneten, einen auf den Befestigungsflansch gerichteten Abschnitt mit einem U-förmigen Querschnitt aufweisenden rahmenartigen Profil aus einem Polymer, wobei die Kleberraupe in dem im Querschnitt U-förmigen Abschnitt angeordnet ist und die Seitenstege des U-förmigen Abschnitts innen mit-von Hinterschneidungen gebildeten Verankerungsvorsprüngen für die Klebermasse versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das rahmenartige Polymerprofil und der Kleber aus Stoffen bestehen, die keine adhäsive Bindung eingehen, und die Verbindung zwischen dem Polymerprofil und dem erhärteten Kleber durch den mechanischen Formschluß gegeben ist.

2. Glasscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum des U-förmigen Abschnitts des rahmenartigen Polymerprofils einen tannenbaumförmigen Querschnitt hat.

3. Glasscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das rahmenartige Polymerprofil mit einer über den Umfang der Glasscheibe hinausragenden Lippe versehen ist.

4. Glasscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das rahmenartige Polymerprofil aus einem thermoplastischen Elastomer und der Kleber aus einem Reaktionssystem besteht.

5. Glasscheibe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das rahmenartige Polymerprofil aus einem thermoplastischen Polyolefin-Elastomer aus isotaktischem Polypropylen und Ethylen-Propylen-Dien- Kautschuk, und der Kleber aus einem feuchtigkeitshärtendem Einkomponenten-Polyurethan- System besteht.

6. Verfahren zur Herstellung einer Glasscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das rahmenartige Polymerprofil mit Hilfe des Spritzgießverfahrens mit einer mehrteiligen Form hergestellt wird, bei der der den Hohlraum des U-förmigen Abschnitts bildende Kern derart beweglich innerhalb der Form gelagert ist, daß beim Entformen die Entformung dieses Kerns erst erfolgt, wenn der die Außenflächen des U-förmigen Abschnitts begrenzende Formteil das Profil bereits freigegeben hat.

7. Verfahren zur Herstellung einer Glasscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das rahmenartige Polymerprofil mit Hilfe des Spritzgießverfahrens hergestellt wird, wobei in die den U-förmigen Abschnitt begrenzende obere Formhälfte der Spritzgießform ein rahmenförmiger Kern eingelegt wird, der nach Entfernen der Oberform aus dem Polymerprofil herausgelöst wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch die Verwendung von rahmenförmigen Kernen, die nach dem Herauslösen verworfen werden.

9. Verfahren zur Herstellung einer Glasscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das rahmenartige Polymerprofil mit Hilfe des Extrusionsverfahrens hergestellt wird, indem eine entsprechend kalibrierte Extrusionsdüse unter Ablage des extrudierten Polymerstrangs am Rand der Glasscheibe entlanggeführt wird.