DE4427402A1 - Konstruktionselement aus einer Glasscheibe und einem mit der Glasscheibe verklebten Holm oder Rahmen - Google Patents
Konstruktionselement aus einer Glasscheibe und einem mit der Glasscheibe verklebten Holm oder RahmenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Konstruktionselement aus einer
Glasscheibe und einem mit der Glasscheibe verklebten Holm
oder einem wenigstens teilweise aus einem Holm bestehenden
Rahmen.
Unter Konstruktionselementen dieser Art werden Bauelemente
verstanden, die sowohl im Hochbau als auch Kraftfahrzeugbau
oder Gerätebau Anwendung finden können. Im Bereich des
Hochbaus kann es sich um Fassadenelemente, Wandelemente,
Fenster oder Türen handeln. Im Kraftfahrzeugbau kann es
sich ebenfalls um Fenster- und Türkonstruktionen handeln,
ferner um Heckklappen und Sonnendächer. Auch im Gerätebau
werden solche Bauteile hauptsächlich für Fenster und
Türkonstruktionen eingesetzt.
Bei den bekannten Bauelementen dieser Art ist der mit der
Glasscheibe verklebte Holm in der Regel in Form eines
geschlossenen Rahmens ausgebildet, mit dem die Glasscheibe
entlang ihres Scheibenumfangs verklebt ist. Statt eines
geschlossenen Rahmens kann es sich je nach dem
Anwendungsfall aber auch um einen Teilrahmen oder auch nur
um einen Holmabschnitt handeln.
In manchen Anwendungsfällen für solche
Konstruktionselemente ist es wichtig, daß das
Konstruktionselement eine hohe Verwindungssteifigkeit
aufweist. Aus diesem Grund werden an die Stabilität des
Holms gewisse Mindestanforderungen gestellt. Falls aus
Gewichtsgründen oder aus Kostengründen der mit der
Glasscheibe verklebte Holm aus einem Blechprofil mit
verhältnismäßig geringer Wandstärke des Bleches besteht,
wie es insbesondere im Kraftfahrzeugbau üblich ist, wird die
erforderliche Stabilität und Verwindungssteifigkeit dadurch
erreicht, daß geschlossene Kastenprofile oder Kastenholme
hierfür zur Anwendung kommen. Die Herstellung solcher
geschlossener Kastenprofile oder Kastenholme ist jedoch
verhältnismäßig aufwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Konstruktionselement dieser Art so auszugestalten, daß es
ein geringeres Gewicht als die bekannten
Konstruktionselemente aufweist, ohne daß die
Torsionsfestigkeit des Bauteils darunter leidet.
Das erfindungsgemäße Konstruktionselement zeichnet sich
dadurch aus, daß der mit der Glasscheibe verklebte Holm
einen offenen, im wesentlichen U-förmigen Querschnitt
aufweist, dessen beide Stege zur Bildung zweier
Klebeflansche umgebogen sind, und daß die Glasscheibe mit
beiden Klebeflanschen des Holms mit Hilfe einer harten
Kleberschicht verklebt ist derart, daß der im Querschnitt
U-förmige Holm und der zwischen den beiden Klebeschichten
liegende Teil der Glasscheibe ein geschlossenes
verwindungssteifes Bauteil bilden.
Ein im Querschnitt U-förmiger Holm aus dünnem Blech ist
nicht nur gewichtsmäßig leichter als ein geschlossener
Kastenholm, sondern ist darüber hinaus einfacher und
preisgünstiger herzustellen als ein Holm mit einem
Kastenprofil. Um bei einem Kastenprofil eine hohe
Torsionsfestigkeit zu erreichen, müssen nämlich die
Nahtstellen der Bleche durch Falzen oder Schweißen
miteinander verbunden werden. Diese Verbindung der
Nahtstellen wird bei der erfindungsgemäßen Lösung durch die
harte Verklebung der Stege des U-Profils mit der
Glasscheibe ersetzt. Da die Glasscheibe als solche eine
hohe Steifigkeit und eine wesentlich höhere Wandstärke als
das Blech des Holms aufweist, wird bei entsprechend harter
Verklebung der Stege mit der Glasscheibe ein
kastenprofilartiger Holm verwirklicht, der wegen der
besonderen mechanischen Festigkeitseigenschaften der
Glasscheibe unter Umständen sogar eine höhere
Torsionssteifigkeit aufweist als ein geschlossener
Blechholm.
Die Erfindung läßt sich beispielsweise mit Hilfe von Holmen
verwirklichen, deren Stege jeweils nach innen, das heißt
aufeinanderzu, umgebogen sind. Besonders vorteilhaft ist es
jedoch, wenn die Stege des Holms jeweils nach außen
umgebogen oder abgekantet sind. In diesem Fall bildet ein
wesentlich breiterer Glasabschnitt den einen Gurt des
Kastenprofils, wodurch eine besonders hohe
Verwindungsfestigkeit des Bauteils erreicht wird.
Selbstverständlich kommt den physikalischen Eigenschaften
der Klebeschichten eine besondere Bedeutung zu. Für diesen
Zweck geeignete Kleber sind jedoch im Handel erhältlich, so
daß es ohne Schwierigkeiten möglich ist, unter den
verfügbaren Klebern solche auszuwählen, die aufgrund ihrer
Eigenschaften den erfindungsgemäßen Zweck am besten
erfüllen. Insbesondere kommen hierfür Kleber infrage, die
im ausgehärteten Zustand eine verhältnismäßig hohe Shore-
Härte von vorzugsweise mehr als 50 Shore-Härte A und ein
nur geringes elastisches und plastisches
Deformationsvermögen besitzen. Bei der Auswahl geeigneter
Kleber ist einerseits zu berücksichtigen, daß wegen der
unvermeidlichen Formtoleranzen der Glasscheiben und der
Blechformteile die Klebeschichten eine gewisse Mindestdicke
aufweisen müssen, die in der Regel 3 bis 4 mm nicht
unterschreiten darf. Die Klebeschichten müssen also auch
bei dieser verhältnismäßig großen Schichtdicke noch die
gewünschte mechanische Formbeständigkeit und Festigkeit
aufweisen. Andererseits müssen die Klebeschichten je nach
den Flächenabmessungen der Glasscheibe auch in gewissem
Umfang mechanische Spannungen aufnehmen oder abbauen
können, die durch die in der Regel unvermeidbare
unterschiedliche Wärmeausdehnung von Glasscheibe und
Metallrahmen auftreten. Gegebenenfalls kann durch geeignete
Versuche der im Einzelfall geeignete Kleber ausgewählt
werden.
Wie bereits eingangs erwähnt, kann die Erfindung für die
unterschiedlichsten Anwendungszwecke Verwendung finden, und
zwar sowohl im Kraftfahrzeugbau wie auch im Hochbau und im
Gerätebau.
Als Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der
Zeichnungen die Heckklappe eines Kraftfahrzeugs
beschrieben, die erfindungsgemäß ausgestaltet ist.
Von den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Heckklappe eines
Kraftfahrzeugs als Gesamtansicht;,
Fig. 2 einen Schnitt entsprechend der Linie II-II in
Fig. 1;
Fig. 3 einen Schnitt entsprechend der Linie III-III in
Fig. 1, und
Fig. 4 einen Schnitt entsprechend der Linie IV-IV in
Fig. 1.
Die Heckklappe 1 besteht in ihren wesentlichen Teilen aus
einem aus verhältnismäßig dünnem Blech durch Tiefziehen
geformten Rahmenteil 2 und einer etwa 6 mm dicken
Silikatglasscheibe 3 aus thermisch vorgespanntem Glas. Die
Glasscheibe 3 kann selbstverständlich in üblicher Weise mit
Heizleitern und/oder mit Antennenleitern versehen sein, die
jedoch der besseren Übersicht wegen nicht dargestellt sind.
Rahmenteil der Heckklappe verbunden sind, wie
Scharnierteile, Schließvorrichtung u. a., nicht dargestellt,
da sie für die Darstellung der Erfindung nicht erforderlich
sind.
Wie insbesondere Fig. 1 zeigt, hat bei dem hier gewählten
Ausführungsbeispiel die Glasscheibe 3 auf drei Seiten die
gleichen Außenabmessungen wie der Metallrahmen, so daß die
Glasscheibe 3 auf diesen Seiten nicht von dem Rahmen
eingefaßt ist, sondern ohne von außen sichtbare Rahmenteile
sich über die gesamte Breite der Heckklappe erstreckt. Auf
diese Weise sind besonders effektvolle Design-Gestaltungen
möglich.
Der Aufbau des Rahmenteils 2 ergibt sich im einzelnen aus
den Fig. 2 bis 4. Der untere Abschnitt 6 des Rahmenteils 2
besteht in herkömmlicher Weise aus zwei tiefgezogenen
Blechformteilen, nämlich einem oberen Formteil 7 und einem
unteren Formteil 8, die beispielsweise miteinander
verschweißt oder zusammengefalzt sind. Der umgebogene
Endabschnitt 9 bildet eine falzartige Vertiefung, ist mit
dem umgebogenen Endabschnitt 10 des unteren Blechformteils
10 verschweißt oder zusammengefalzt und bildet den
Klebeflansch für die Glasscheibe 3. Der untere Abschnitt 6
des Rahmenteils 2 hat aufgrund seiner Abmessungen und
seiner konstruktiven Gestaltung als solcher eine
ausreichende Torsionsfestigkeit, so daß die
erfindungsgemäße Ausbildung des Rahmenteils in diesem
Abschnitt nicht erforderlich ist.
Die übrigen Abschnitte des Rahmenteils 2 jedoch, nämlich
die beiden seitlichen Holme 13 und der obere Holm 14,
bestehen jeweils aus einem U-förmig gebogenen, oben offenen
Blechprofil. Die Breite der Holme 13 und 14, das heißt die
Breite des unteren Gurts 15 bzw. 16, kann unterschiedlich
sein und richtet sich nach den jeweiligen Anforderungen. Im
vorliegenden Fall sind die seitlichen Holme 13 des
Rahmenteils schmäler als der obere Holm 14, doch sind
selbstverständlich entsprechend den gegebenen Anforderungen
auch andere Abmessungen möglich.
Die beiden Seitenstege 17 bzw. 18 der Holme 13 bzw. 14 sind
jeweils nach außen umgebogen. Die umgebogenen Endabschnitte
der Stege 17 und 18 verlaufen jeweils parallel zur
Glasscheibe 3 und bilden für jeden Holm 13 und 14 jeweils
zwei Klebeflansche 20, mit denen die Glasscheibe 3 verklebt
ist.
Die Glasscheibe 3 ist in ihrem Randbereich auf der mit dem
Rahmenteil 2 verklebten Seite mit einem umlaufenden
Dekorrahmen 22 aus einer emailähnlichen Einbrennfarbe
versehen. Solche Dekorrahmen im Randbereich der
Glasscheiben sind üblich und notwendig, um die darunter
liegende Kleberschicht vor UV-Strahlen zu schützen und um
die Durchsicht durch die Glasscheibe hindurch auf die
Klebeverbindung zu verhindern.
Die Kleberschicht 24 zwischen den Klebeflanschen 20 der
Holme 13, 14 und der Glasscheibe 3 sorgt für eine starre
Verbindung zwischen der Glasscheibe und den Holmen. Sie
besteht aus einem geeigneten Klebstoffsystem, das zu einer
harten Kleberschicht mit hoher Scherfestigkeit und einem
sehr geringen elastischen und plastischen
Deformationsvermögen aushärtet. Je nach dem im Einzelfall
hierfür verwendeten Klebstoffsystem kann die Kleberschicht
mehr oder weniger dick ausgebildet sein. Wegen der
unvermeidlichen Formtoleranzen des Rahmenteils und der
Glasscheibe sollte die Kleberschicht jedoch eine Dicke von
etwa 5 mm nicht unterschreiten.
Während sich an die obere Kante und an die beiden
Seitenkanten der Glasscheibe 3 keine Teile des Rahmens
seitlich an die Glasscheibe anschließen, befindet sich
zwischen der unteren Kante der Glasscheibe 3 und dem sich
anschließenden Rahmenabschnitt 6 eine Fuge. Diese Fuge ist,
wie in Fig. 4 ersichtlich, durch einen Profilstreifen 25
abgedeckt, dessen Fußabschnitt in der Kleberschicht 24
verankert ist.
Selbstverständlich stellt die Anwendung der Erfindung bei
einer Heckklappe nur eine von vielen Anwendungsbeispielen
dar. So können auch andere einzelne Bauelemente eines
Kraftfahrzeugs erfindungsgemäß ausgestaltet sein,
beispielsweise verstellbare Sonnendächer, bei denen eine
Silikatglasscheibe mit einem entsprechend ausgebildeten
Rahmen verklebt ist. Die Erfindung läßt sich sogar für
Teile der Karosserie oder für die Karosserie insgesamt mit
Erfolg einsetzen, wenn die Fahrzeugkarosserie mit fest
eingebauten Glasscheiben versehen ist. Wenn beispielsweise
die Seitenholme der Karosserie erfindungsgemäß ausgebildet
und jeweils über zwei Klebenähte mit der Glasscheibe fest
verbunden sind, lassen sich tragende Teile der Karosserie
selbst einfacher und preiswerter herstellen. Insbesondere
bei fest eingebauten Seitenscheiben läßt sich auf diese
Weise von der Erfindung mit Erfolg Gebrauch machen.
Claims (7)
1. Konstruktionselement aus einer Glasscheibe und einem
mit der Glasscheibe verklebten Holm oder einem
wenigstens teilweise aus einem Holm bestehenden
Rahmen, dadurch gekennzeichnet,
daß der mit der Glasscheibe (3) verklebte Holm (13, 14)
einen offenen, im wesentlichen U-förmigen Querschnitt
aufweist, dessen beide Stege (17, 18) zur Bildung
zweier Klebeflansche (20) umgebogen sind, und daß die
Glasscheibe (3) mit den beiden Klebeflanschen (20) des
Holms (13, 14) jeweils über eine harte Kleberschicht
(24) verklebt ist derart, daß der im Querschnitt
U-förmige Holm (13, 14) und der zwischen den beiden
Klebeschichten (24) liegende Teil der Glasscheibe (3)
ein geschlossenes verwindungssteifes Bauteil bilden.
2. Konstruktionselement nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die beiden Stege (17, 18) der Holme
(13, 14) zur Bildung der Klebeflansche (20) jeweils
nach außen umgebogen sind.
3. Konstruktionselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Glasscheibe (3) eine thermisch
vorgespannte Glasscheibe ist.
4. Konstruktionselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Glasscheibe
verklebte Holm in der Art eines in sich geschlossenen,
dem Umfang der Glasscheibe entsprechenden Rahmens
ausgebildet ist.
5. Konstruktionselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Glasscheibe
(3) verklebte Holm (13, 14) in der Art eines
Teilrahmens ausgebildet ist.
6. Konstruktionselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenabmessungen des
von den Holmen (13, 14) gebildeten Rahmens oder
Rahmenteils den Flächenabmessungen der Glasscheibe (3)
entsprechen, so daß die Umfangsfläche der Glasscheibe
bündig mit den Außenkanten des Rahmens oder
Rahmenteils verläuft.
7. Konstruktionselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kleberschicht (24) aus
einem Klebersystem besteht, das nach dem Aushärten
eine hohe Scherfestigkeit und ein geringes elastisches
und plastisches Deformationsvermögen aufweist.
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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8130 | Withdrawal |