DE60016221T2

DE60016221T2 - Scheibe für fahrzeugtür

Info

Publication number: DE60016221T2
Application number: DE60016221T
Authority: DE
Inventors: Hideo Yoshizawa
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 1999-07-23
Filing date: 2000-06-02
Publication date: 2005-12-08
Anticipated expiration: 2020-06-03
Also published as: EP1196282A1; CN1275765C; CN1376112A; ATE283167T1; WO2001007250A1; DE60016221D1; EP1196282B1; JP3738989B2; US6976335B1; AU5104500A; KR100667972B1; MY125129A; JP2003505287A; KR20020026241A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugfensterscheibe mit einer neuartig gekrümmten Form mit einer charakteristischen Kombination von verschiedenen Krümmungsradien und eine Fahrzeugtürstruktur, welche eine solche Fensterscheibe enthält.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Verschiedene Fensterscheiben wurden bis heute für eine Verwendung in Kraftfahrzeugen vorgeschlagen, von denen ein Beispiel beispielsweise in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. SHO-62-273115 offenbart ist, welche "VORRICHTUNG ZUM FÜHREN VON AUF/ABSTEIGENDEN BEWEGUNGEN EINER FAHRZEUGFENSTERSCHEIBE" betitelt ist. Die in dieser Publikation offenbarte Fensterscheibe ist eine gekrümmte Scheibe. Obwohl in der Publikation nicht extra angegeben, ist die offenbarte Fensterscheibe bogenförmig gekrümmt, um Teil einer zylindrischen Oberfläche auszubilden, wobei ihr Abschnitt parallel zu einer Längsachse des Kraftfahrzeugs linear oder im Wesentlichen linear verläuft. Die offenbarte Fensterscheibe, d.h. die "zylindrisch gekrümmte Fensterscheibe" besitzt nämlich einen bogenförmig gekrümmten vertikalen Schnitt von der Vorderseite des Motorfahrzeugs aus gesehen und einen nahezu linearen horizontalen oder lateralen Schnitt von oberhalb des Kraftfahrzeugs aus gesehen. Jedoch würde eine ästhetische Gesamtwirkung des Kraftfahrzeugs erheblich verbessert werden, wenn die Fensterscheibe im lateralen Schnitt wie auch im vertikalen Schnitt bogenförmig gekrümmt ist.
Die Forderung nach einer verbesserten ästhetischen Wirkung kann erfüllt werden, indem die Fensterscheibe in einer sphärisch gekrümmten Form ausgebildet wird; d.h. die sphärisch gekrümmte Form stellt einen bogenförmig gekrümmten lateralen Schnitt wie auch einen bogenförmig gekrümmten vertikalen Schnitt bereit. Wegen der Natur der sphärisch gekrümmten Form hat jeder Schnitt durch die Fensterscheibe ein und denselben Krümmungsradius. Jedoch ist es bei fast jeder heute verwendeten Fahrzeugfensterscheibe notwendig, dass der vertikale Schnitt relativ stark (mit einem relativ kleinen Krümmungsradius) zu einem Dach des Kraftfahrzeugs hin gekrümmt ist, und dass der laterale Schnitt leicht gekrümmt oder fast wie eine gerade Linie ist. Daher kann die sphärisch gekrümmte Fensterscheibe, welche eine gleichmäßige Krümmung in jeder ihrer Richtungen besitzt, insbesondere in den Richtungen parallel zu und quer zu der Längsachse des Kraftfahrzeugs, nicht leicht für den praktischen Gebrauch umgesetzt werden.
Eine andere Art einer gekrümmten Fahrzeugfensterscheibe, welche in der Form dem oben erwähnten sphärisch gekrümmten Fahrzeugfenster entspricht, wird beispielsweise in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. HEI-11-500796 (internationale Publikation Nr. WO 96/25580) vorgeschlagen, welche "FÜHRUNG FÜR EINE ABSENKBARE, SPHÄRISCH GEKRÜMMTE FENSTERSCHEIBE IN EINER FAHRZEUGTÜR" betitelt ist. Insbesondere offenbart die Publikation eine Fahrzeugfensterscheibe, welche so gekrümmt ist, dass sie einen Teil einer imaginären tonnenförmigen Hüllfläche (nachfolgend einfach als eine "tonnenförmige Fensterscheibe" bezeichnet) ausbildet, wie in 23 hiervon gezeigt.
Insbesondere ist Teil (a) der 23 eine Seitenansicht der tonnenförmigen Fensterscheibe, welche in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr HEI-11-500796 offenbart ist, während Teil (b) der 23 vertikale Schnitte der offenbarten Fahrzeugtürfensterscheibe längs Linien 31-31, 32-32 und 33-33 des Teils (a) zeigt. Wegen der Tonnenform besitzt der vertikale Schnitt längs der Linie 31-31, welcher dem Zentrum der Scheibe am nächsten ist, einen größten Krümmungsradius. Der vertikale Schnitt längs der Linie 32-32, welcher weiter vom Zentrum der Scheibe als die Linie 31-31 entfernt ist, besitzt einen kleineren Krümmungsradius. Der vertikale Schnitt längs der Linie 33-33, welcher noch weiter vom Zentrum der Scheibe entfernt ist als die Linie 31-31, hat einen noch kleineren Krümmungsradius. D.h. dass der Krümmungsradius des vertikalen Schnitts umso kleiner wird, je weiter er vom Zentrum der Scheibe entfernt ist. Wo der Krümmungsradius der vertikalen Schnittlinie 31-31 als "R31 " bestimmt ist und der Krümmungsradius der vertikalen Schnittlinie 32-32 als "R32", ist nämlich R32 < R31. Wo außerdem der Krümmungsradius der vertikalen Schnittlinie 33-33 als "R33" bestimmt ist, ist R33 < R32.
Eine solche tonnenförmige Fensterscheibe, welche sich progressiv im Krümmungsradius längs der horizontalen Achse oder X-Achse wie gezeigt verändert, würde eine komplizierte Form der Führungsschienen benötigen, welche dazu dienen, die Fensterscheibe relativ zum Türkörper zu führen, wie auch eine komplizierte Konstruktion im Türkörper, welcher die Fensterscheibe aufnimmt. Als Folge werden die Herstellungskosten der Führungsschienen und des Türkörpers zunehmen, um dadurch ein Hindernis für die praktische Verwendung der tonnenförmigen Fensterscheibe darzustellen.
Die zylindrisch gekrümmte Fensterscheibe, wie sie typischerweise in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. SHO-62-2731 15 offenbart ist, hat einen Nachteil unzureichender ästhetischer Wirkung, obwohl sie allgemein als eine Schiebefahrzeugfensterscheibe verwendet wurde. Die sphärisch gekrümmten und tonnenförmigen Fensterscheiben haben andererseits den Nachteil, dass sie für eine praktische Verwendung nicht geeignet sind.
Es gab auch einen Nachfrage nach einer Glasscheibe, welche eine zusammengesetzte Krümmung besitzt und in der ästhetischen Wirkung den oben beschriebenen sphärisch gekrümmten und tonnenförmigen Glasscheiben überlegen ist.
Eine beispielhafte Technik, um eine solche Nachfrage zu erfüllen, ist in der japanischen Patentpublikation Nr. SHO-49-10331 offenbart, welche "VERFAHREN ZUM BIEGEN EINER GLASSCHEIBE" betitelt ist. Bei diesem Verfahren wird eine auf Verformungstemperatur gehaltene Glasscheibe längs eines verlängerten Bewegungswegs auf einem Gastragbett transportiert. Der Bewegungsweg ist sowohl quer als auch der Länge nach in einer Auf- und Abrichtung oder vertikal gebogen. Als Ergebnis wird die Glasscheibe gebogen, um eine zusammengesetzte Krümmung zu besitzen, welche aus Krümmungen besteht, welche sich sowohl quer als auch längs der Scheibe erstrecken. Zum Schluss wird die Glasscheibe abgeschreckt, um die zusammengesetzte Krümmung beizubehalten. Da die Glasscheibe gebogen wird, während sie durch ein gasförmiges Tragmittel schweben gelassen wird, ist es jedoch bei der offenbarten Technik ziemlich schwierig, die Glasscheibe mit Genauigkeit mit so vielen Krümmungen zu versehen, wie gewünscht. Anders ausgedrückt, da sie gebogen wird, während sie durch Gas abgestützt wird unter Verwendung eines Betts mit einer Konfiguration, welche von einem Teil eines Drehkörpers (z.B. eines Zylinders oder einer Tonne) oder einer Sphäre kopiert ist, ist die Glasscheibe nur mit Krümmungen schlechter Genauigkeit versehen, welche sich quer und längs derselben mit unterschiedlichen Krümmungsradien erstrecken.
Eine weitere ähnliche Technik wird in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei-5-9037 vorgeschlagen, welche "VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM BIEGEN EINER GLASSCHEIBE" betitelt ist. Die vorgeschlagene Technik liefert eine Glasscheibe, welche mit einer zusammengesetzten Krümmung gebogen ist. D.h. die Glasscheibe wird quer und der Länge nach in verschiedenen Krümmungsradien gebogen, während sie längs eines Herdbetts transportiert wird. Während des Transports der Glasscheibe wird ein Gas von unterhalb des Herdbetts geblasen, um die Glasscheibe in einer schwimmenden Weise abzustützen. Somit kann die vorgeschlagene Technik die Glasscheibe nur mit Krümmungen schlechter Genauigkeit versehen, welche sich quer und der Länge nach in zwei verschiedenen Krümmungsradien erstrecken.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Es ist folglich ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine gekrümmte Fensterscheibe, welche geeignet als eine Fahrzeugfensterscheibe mit überragenden Vorteilen gegenüber den bekannten zylindrisch gekrümmten, sphärisch gekrümmten und tonnenförmigen Fensterscheiben verwendet werden kann, und Glasscheiben mit Krümmungen aus zusammengesetzten Krümmungen wie auch eine Fahrzeugtürstruktur, welche eine solche gekrümmte Fensterscheibe oder Glasscheibe enthält, bereitzustellen.
Nach einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Fahrzeugfensterscheibe zur verschiebbaren Anbringung an einem Kraftfahrzeug bereit, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Fahrzeugfensterscheibe einen bogenförmig gekrümmten vertikalen Schnitt hat, welcher an jeder seiner Positionen einen selben Krümmungsradius aufweist, welcher einem Krümmungsradius einer vorbestimmten Schiebebewegungsbahn entspricht, welcher die Fahrzeugfensterscheibe folgt, und einen gekrümmten lateralen Schnitt hat, welcher an jeder seiner Positionen einen gleichen Krümmungsradius aufweist, wobei der vertikale Schnitt ein Schnitt längs einer Ebene parallel zu der vorbestimmten Schiebebewegungsbahn ist, während der laterale Schnitt ein Schnitt längs einer Ebene ist, welche die vorbestimmte Schiebebewegungsbahn im Wesentlichen in rechten Winkeln dazu schneidet.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bezieht sich der "vertikale Schnitt" der Fensterscheibe auf einen Schnitt längs einer Ebene parallel zu der vorbestimmten Schiebebewegungsbahn, während der "laterale Schnitt" der Fensterscheibe sich auf einen Schnitt längs einer Ebene bezieht, welche die vorbestimmte Schiebebewegungsbahn im Wesentlichen in rechten Winkeln dazu schneidet, ungeachtet einer Stellung, in welcher die Fensterscheibe tatsächlich an einem Kraftfahrzeug angebracht ist.
Indem nämlich ein bogenförmig gekrümmter vertikaler Schnitt und ein gekrümmter lateraler Schnitt ausgebildet werden, bildet die Fahrzeugfensterscheibe als Ganzes eine bidirektional gekrümmte Scheibe, welche weder eine sphärisch gekrümmte Scheibe (da die Krümmungsradien in den vertikalen und lateralen Schnitten nicht miteinander übereinstimmen) noch eine zylindrisch gekrümmte Scheibe (da beide Krümmungsradien in den vertikalen und lateralen Schnitten nicht unendlich sind). Indem so die vertikalen und lateralen Schnittformen unabhängig voneinander gewählt werden, kann die erfinderische Fahrzeugfensterscheibe eine verbesserte ästhetische Wirkung besitzen und die Form des Kraftfahrzeugs kann wie gewünscht frei gewählt werden, ohne durch die Fensterscheibe wesentlich gebunden zu sein.
Der Krümmungsradius in dem gekrümmten vertikalen Schnitt und der Krümmungsradius in dem gekrümmten lateralen Schnitt unterscheiden sich vorzugsweise voneinander. Indem die Fensterscheibe sowohl im vertikalen Schnitt als auch im lateralen Schnitt mit einem jeweiligen einzelnen Krümmungsradius gekrümmt wird, kann die Anlage zur Herstellung der erfinderischen Fahrzeugfensterscheibe vereinfacht werden, um auf diese Weise die fortlaufende Herstellung der Fensterscheiben zu erleichtern.
In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist der laterale Schnitt mit einer zusammengesetzten Krümmung gekrümmt, welche aus einer kontinuierlichen Folge einer Mehrzahl von Krümmungsradien zusammen gesetzt ist, welche von dem Krümmungsradius in dem gekrümmten vertikalen Schnitt verschieden sind. Indem der laterale Schnitt so mit der zusammengesetzten Krümmung gekrümmt wird, kann die Freiheit oder Flexibilität bei der Auswahl der Form der Fahrzeugfensterscheibe wie auch die Gesamtform und das Design des Kraftfahrzeugs, welches eine solche Fensterscheibe verwendet, außerordentlich gesteigert werden.
Vorzugsweise umfasst die Fensterscheibe eine gekrümmte Scheibe mit einer im Wesentlichen gleichmäßigen Dicke, wobei eine Hauptoberfläche derselben eine gekrümmte Oberfläche ausbildet, wobei die gekrümmte Oberfläche eine Anhäufung von Punkten ist, welche die folgenden Bedingungen erfüllen:

(a) wenn ein Vektor, welcher die gekrümmte Oberfläche an einem Punkt auf der gekrümmten Oberfläche berührt, ein Tangentenvektor genannt wird, ein Tangentenvektor mit einer maximalen Krümmung ein erster Tangentenvektor genannt wird, und ein Tangentenvektor mit einer minimalen Krümmung ein zweiter Tangentenvektor genannt wird, dann haben alle Punkte auf der gekrümmten Oberfläche den ersten Tangentenvektor und den zweiten Tangentenvektor, welche einander orthogonal schneiden;
(b) wenn ein Normalenrichtungsvektor an einem Punkt auf der gekrümmten Oberfläche ein Normalenvektor genannt wird und eine Ebene, welche den Normalenvektor an einem ausgewählten Punkt auf der gekrümmten Oberfläche und den ersten Tangentenvektor enthält, eine Normalenschnittebene genannt wird, stimmen alle Krümmungen auf einer Kurve, welche an einem Schnittpunkt ausgebildet ist, wo sich die gekrümmte Oberfläche und eine Normalenschnittebene treffen, mit der maximalen Krümmung überein;
(c) die Kurve, welche an dem Schnittpunkt ausgebildet ist, wo sich die gekrümmte Oberfläche und die Normalenschnittebene treffen, folgt einer Schiebebewegungsbahn der Fensterscheibe;
(d) die maximale Krümmung ist nicht gleich der minimalen Krümmung; und
(e) die minimale Krümmung ist nicht Null.

Durch diese Anordnung wird es möglich, die Form der erfinderischen Fensterscheibe (bidirektional gekrümmte Scheibe) präzise zu definieren. Die so hergestellte Fahrzeugfensterscheibe erlaubt das Verengen einer Schlitzöffnung in einem Türkörper, wodurch der Türkörper 31 schlank gemacht werden kann.
Die minimale Krümmung kann an allen Punkten auf der gekrümmten Oberfläche konstant sein.
Wünschenswerterweise sind Krümmungen, welche sich innerhalb eines Winkelbereichs erstrecken, welcher von und zwischen dem ersten Tangentenvektor und dem zweiten Tangentenvektor definiert ist, so angeordnet, dass sie sich kontinuierlich von der maximalen Krümmung zu der minimalen Krümmung verändern.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Fahrzeugtürstruktur vorgesehen, welche umfasst: die oben erwähnte Fahrzeugfensterscheibe; einen Türkörper mit einem Anbringungsraum zur verschiebbaren Anbringung der Fahrzeugfensterscheibe darin und einer Schlitzöffnung, welche in Verbindung steht mit dem Anbringungsraum zur Aufnahme der Fahrzeugfensterscheibe für eine Schiebebewegung in und aus der Schlitzöffnung mit einem im Wesentlichen gleichmäßigen Zwischenraum, welcher zwischen der Außenumfangsfläche der Fahrzeugfensterscheibe und einer Innenoberfläche des Türkörpers ausgespart ist, welcher die Schlitzöffnung definiert; ein Paar von Führungsschienen, welche in gegenüberliegenden Innenflächen des Türkörpers ausgebildet sind und einen gleichen Krümmungsradius wie die vorher festgelegte Schiebebewegungsbahn der Fahrzeugfensterscheibe haben, um die Schiebebewegung der Fahrzeugfensterscheibe in und aus der Schlitzöffnung relativ zu dem Türkörper zu führen; und eine Fensterstellvor richtung zum Schieben der Fahrzeugfensterscheibe entlang der Führungsschienen.
Die in dem Türkörper ausgebildete Schlitzöffnung hat eine kleine Querschnittsfläche, welche in etwa dem lateralen Schnitt der Fahrzeugfensterscheibe entspricht. Die bidirektional gekrümmte Fensterscheibe kann leicht an dem herkömmlichen Türkörper für eine freie auf/absteigende Bewegung ohne Behinderung durch die Innenfläche des Türkörpers angebracht werden. Somit kann die erfinderische Fahrzeugtürstruktur mit fast denselben Bestandteilen vervollständigt werden, wie sie bei den herkömmlichen Türstrukturen verwendet werden, um auf diese Weise eine unerwünschte Erhöhung der Herstellungskosten zu vermeiden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Bestimmte bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unten detaillierter nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
1 eine perspektivische Ansicht ist, welche schematisch eine allgemeine Anordnung eines Kraftfahrzeugs zeigt, an welchem die Prinzipien der vorliegenden Erfindung angewendet werden;
2 eine Querschnittsansicht längs einer Linie 2-2 der 1 ist;
3 eine schematische Ansicht ist, welche eine Fahrzeugtürstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
4 eine Ansicht ist, welche eine Fahrzeugfensterscheibe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, welche insbesondere vertikale Schnitte der Fensterscheibe zeigt;
5 eine Ansicht ist, welche auch die Fahrzeugfensterscheibe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, welche insbesondere laterale Schnitte der Fensterscheibe zeigt;
6 eine vergrößerte perspektivische Ansicht der Fahrzeugtürstruktur gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
7 eine Querschnittsansicht längs einer Linie 7-7 der 6 ist;
8A und 8B Schnittansichten sind, welche herkömmliche Kraftfahrzeugscheiben im Gegensatz zu der Fahrzeugfensterscheibe der vorliegenden Erfindung zeigen;
9 eine schematische Darstellung ist, welche die Grundprinzipien erläutert, auf welchen die erfinderische Fahrzeugfensterscheibe hergestellt wird;
10 eine Ansicht, teilweise im Schnitt längs einer Linie 10-10 der 9 ist;
11A und 11B schematische Darstellungen sind, welche weitere Beispiele der Scheibenschiebebewegungsbahn zeigt, welcher die Fensterscheibe folgt;
12 eine Querschnittsansicht ist, welche eine Modifikation der Fahrzeugfensterscheibe der 7 zeigt;
13 eine vertikale Schnittansicht längs einer Linie 13-13 der 1 ist;
14 eine vertikale Schnittansicht längs einer Linie 14-14 der 1 ist;
15 eine Ansicht ist, welche ein Beispiel eines Kraftfahrzeugs zeigt, welches mit zwei horizontal verschieblichen Fensterscheiben versehen ist;
16 eine vertikale Schnittansicht längs einer Linie 16-16 der 15 ist;
17 eine vertikale Schnittansicht längs einer Linie 17-17 der 15 ist;
18 eine Ansicht ist, welche das Euler'sche Theorem erläutert;
19a und 19B Ansichten sind, welche eine erste Phase eines mathematischen Ansatzes erläutern, welcher bei der Herstellung der erfinderischen Fensterscheibe verwendet wird;
20A und 20B Ansichten sind, welche eine zweite Phase des mathematischen Ansatzes erläutern;
21 und 22 Ansichten sind, welche zusätzliche Merkmale des mathematischen Ansatzes erläutern; und
23 eine Ansicht ist, welche eine herkömmliche tonnenförmige Fensterscheibe zeigt.
BESTE ART DER DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Zunächst auf 1 Bezug nehmend umfasst ein Kraftfahrzeug 10: eine Windschutzscheibe 14, welche an einem Frontteil eines Fahrzeugaufbaus 13 angebracht ist, welcher mit Vorder- und Hinterrädern 11 und 12 ausgestattet ist; Vordertürfensterscheiben 16, welche verschiebbar in vorderen Seitentüren 15 (von denen nur eine gezeigt ist) aufgenommen sind; Hintertürfensterscheiben 18, welche in hinteren Seitentüren 17 (von denen nur eine gezeigt ist) verschiebbar aufgenommen sind; Fontfensterscheiben 19 (von denen nur eine gezeigt ist), welche an einem Teil des Fahrzeugaufbaus 13 hinter den Hintertürfensterscheiben 18 angebracht sind, eine Dachfensterscheibe 21, welche verschiebbar in einem Dachfenster 20 des Fahrzeugaufbaus 13 aufgenommen ist; und eine Heckfensterscheibe 23 (21, welche an einem hinteren Teil des Fahrzeugaufbaus 13 angebracht ist. Von diesen Fensterscheiben wird jede der Vorder- und Hintertürfensterscheiben 16 und 18 und die Dachfensterscheibe 21 nachfolgend manchmal als eine "verschiebbare Fahrzeugfensterscheibe" bezeichnet.
Als Nächstes wird auf 2 Bezug genommen, welche insbesondere eine Art und Weise zeigt, in welcher ein Fahrzeugabteil von der Windschutzscheibe 14, den Vorder- und Hintertürfensterscheiben 16 und 18, den Fontfensterscheiben 19 und der Heckfensterscheibe 23 eingeschlossen ist. Bei dem Kraftfahrzeug 10 sind, wie hier veranschaulicht, alle diese Fensterscheiben 14, 16, 18, 19 und 23 bogenförmig gekrümmt, um nach außen oder in einer Außenrichtung konvex zu sein.
Bisher gab es kein Problem, die Windschutzscheibe 14, die Fontfensterscheiben 19 und die Heckfensterscheibe 23 in drei Dimensionen zu krümmen, da sie "fest eingebaute" Scheiben sind. Im Gegensatz dazu war es praktisch unmöglich, die verschiebbaren Vorder- und Hintertürfensterscheiben 16 und 18 in der Längsrichtung des Fahrzeugaufbaus 13 zu krümmen und dennoch Aufwärts/Abwärtsschiebebewegungen der so gekrümmten Fensterscheiben 16 und 18 zu erlauben. Die vorliegende Erfindung sorgt jedoch dafür, dass es möglich ist, die verschiebbaren Vorder- und Hintertürfensterscheiben 16 und 18 in der Längsrichtung des Fahrzeugaufbaus 13 derart zu krümmen, dass die Aufwärts/Abwärtsschiebebewegungen der so gekrümmten Scheiben längs der jeweiligen Türkörper ermöglicht werden, ohne wesentliche Schwierigkeiten mit sich zu bringen. Durch Krümmen der Vorder- und Hintertürfensterscheiben 16 und 18 und der Fondfensterscheiben 19 mit einem selben Krümmungsradius in der Längsrichtung des Fahrzeugaufbaus 13 kann die vorliegende Erfindung die äußere Erscheinung dieser Scheiben merklich verbessern und folglich die ästhetische Wirkung des mit diesen Scheiben ausgestatteten Kraftfahrzeugs.
Wie in 3 gezeigt, umfasst eine Fahrzeugtürstruktur gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Türkörper 31 welcher verschiebbar eine Türfensterscheibe (in diesem veranschaulichten Beispiel, die Vordertürfensterscheibe 16) aufnimmt, ein Paar gegenüberliegende Führungsschienen 32 und 33 zum Führen der Aufwärts/Abwärts- (d.h. auf/absteigenden) Schiebebewegungen der Türfensterscheibe 16 relativ zu dem Türkörper 31. Ebenso ist in dem Türkörper 31 ein Scheibenhebe/senkmechanismus 34 aufgenommen, welcher üblicherweise eine "Fensterstellvorrichtung" genannt wird. Eine Hebe/Senkkupplung 35 der Fensterstellvorrichtung 34 ist an der Türfensterscheibe 16 durch Bolzen 36 befestigt. Ein Antriebskabel 38 wird über einen Elektromotor 37 derart angetrieben, dass die Türfensterscheibe 16 durch das Kabel 38 über die Hebe/Senkkupplung 35 in einer Richtung eines Pfeils ➀ angehoben oder abgesenkt wird (nach oben oder unten bewegt wird). Eine Bahn solcher Bewegungen in der Richtung des Pfeils ➀ der Türfensterscheibe 16 wird nachfolgend für die Bequemlichkeit der folgenden Beschreibung als eine "Scheibenschiebebewegungsbahn" 40 bezeichnet. Es ist zu beachten, dass der Pfeil ➀ und folglich die Scheibenschiebebewegungsbahn 40 in einer Richtung senkrecht zu der Ebene des Blatts der 3 bogenförmig gekrümmt ist.
Nun wird auf 4 Bezug genommen, welche die Fahrzeugfensterscheibe veranschaulicht. Insbesondere zeigt ein Teil (A) der 4 einen vertikalen Schnitt der Fahrzeugfensterscheibe (in diesem veranschaulichten Beispiel die Vordertürfensterscheibe 16) längs einer Linie A-A parallel zu der Scheibenschiebebewegungsbahn 40. In ähnlicher Weise zeigen ein Teil (B) und ein Teil (C) der 4 andere vertikale Schnitte der Fahrzeugfensterscheibe 16 längs einer Linie B-B bzw. einer Linie C-C, welche auch parallel zu der Scheibenschiebebewegungsbahn 40 sind. Alle diese vertikalen Schnitte der Fahr zeugfensterscheibe 16 haben einen gleichen ersten Krümmungsradius R1 und dieser erste Krümmungsradius R1 entspricht dem der Scheibenschiebebewegungsbahn 40. Der vertikale Schnitt der Fahrzeugfensterscheibe 16 hat nämlich den gleichen ersten Krümmungsradius R1 an jeder Position der Fensterscheibe 16 (in diesem Fall über die ganze Länge der Fensterscheibe 16). In dem Fall, wo die Fensterscheibe 16 in einem PKW verwendet wird, wird der erste Krümmungsradius R1 so ausgewählt, dass er in einem Bereich von 0,5 m bis 5 m liegt.
In dem Fall, wo die Türfensterscheibe 16 wie in 4 gezeigt in der Fahrzeugtürstruktur der 3 verwendet wird, sind die Führungsschienen 32 und 33 auch bogenförmig gekrümmt mit dem ersten Krümmungsradius R1 in der Richtung senkrecht zu der Ebene des Blatts der 3, sodass die Türfensterscheibe 16 reibungslos in der Richtung des Pfeils ➀ verschiebbar ist, d.h. längs der Scheibenschiebebewegungsbahn 40.
Nun der 5 zuwendend zeigt ein Teil (a) derselben einen Quer- oder lateralen Schnitt der Fahrzeugfensterscheibe (in diesem veranschaulichten Beispiel die Vordertürfensterscheibe 16) längs einer Linie a-a, welche die Scheibenschiebebewegungsbahn 40 im Wesentlichen in rechten Winkeln dazu schneidet. In ähnlicher Weise zeigen ein Teil (b) und ein Teil (c) der 5 weitere laterale Schnitte der Fahrzeugfensterscheibe 16 längs einer Linie b-b bzw. einer Linie c-c, welche die Scheibenschiebebewegungsbahn 40 im Wesentlichen in rechten Winkeln dazu schneiden. Alle diese lateralen Schnitte der Fahrzeugfensterscheibe 16 haben einen gleichen zweiten Krümmungsradius R2, welcher von dem oben erwähnten ersten Krümmungsradius R1 verschieden ist (d.h. R2 ≠ R1 ). Der laterale Schnitt der Fahrzeugfensterscheibe 16 hat nämlich den zweiten Krümmungsradius R2 an jeder Position der Fensterscheibe 16 (in diesem Fall über die gesamte Höhe der Fensterscheibe 16). In dem Fall, wo die Fensterscheibe 16 in einem PKW verwendet wird, wird der zweite Krümmungsradius R2 so ausgewählt, dass er in einem Bereich von 5 m bis 50 m liegt. Die so geformte erfinderische Fahrzeugfensterscheibe 16 bildet eine bidirektional gekrümmte Scheibe, welche weder eine sphärisch gekrümmte Scheibe ist (da der zweite oder laterale Krümmungsradius R2 nicht dem ersten oder vertikalen Krümmungsradius R1 entspricht) noch eine zylindrisch gekrümmte Scheibe ist (da R2 ≠ ∞ und R1 ≠ ∞) (entweder der vertikale Krümmungsradius R1 oder der laterale Radius des Krümmungsradius R2 ist ∞ im Falle einer zylindrisch gekrümmten Scheibe).
Nun wird auf 6 Bezug genommen, welche perspektivisch die Fahrzeugtürstruktur gemäß der bevorzugten Ausführungsform zeigt, zusammen mit 7, welche eine Querschnittsansicht längs einer Linie 7-7 der 6 ist. Wie in 7 gezeigt, besitzt der Türkörper 31 eine Schlitzöffnung 42, in welcher die Türfensterscheibe (in diesem veranschaulichten Beispiel die Vordertürfensterscheibe 16) eingesetzt ist, wobei ein gleichmäßiger Zwischenraum t um die gesamte Scheibe 16 zwischen der Innenoberfläche des Türkörpers 31 und der Außenoberfläche der Scheibe 16 ausgespart ist. Die Schlitzöffnung 42 steht mit einem Scheibenanbringungsraum in dem Türkörper über der Öffnung in Verbindung und kann in einer abgeschrägten flachen Oberfläche ausgebildet sein.
Da der laterale Schnitt der Fahrzeugfensterscheibe 16 den zweiten Krümmungsradius R2 besitzt, stimmt die Fensterscheibe 16 an jeder Position der Fensterscheibe 16 (in diesem Fall über die gesamte Höhe der Scheibe 16), wie früher unter Bezug auf 5 beschrieben wurde, immer im Profil mit der Schlitzöffnung 42 überein, wenn sie angehoben wird (oder relativ zu der Ebene des Blatts der 7 nach oben gezogen wird). Somit kann der Zwischenraum t eine sehr kleine Breite oder Querschnittsfläche besitzen. Als eine Konsequenz kann die bidirektional gekrümmte Fensterscheibe 16, welche in dem Türkörper 31 der 6 aufgenommen ist, reibungslos in der Pfeilrichtung durch die enge Schlitzöffnung 42 angehoben oder abgesenkt werden.
Die 8A und 8B sind Schnittansichten, welche herkömmliche Kraftfahrzeugscheiben im Gegensatz zu der oben beschriebenen Kraftfahrzeugfensterscheibe der vorliegenden Erfindung zeigen. Insbesondere veranschaulicht die 8A eine in einem Türkörper 102 aufgenommene herkömmliche Kraftfahrzeugfensterscheibe 101 mit schlechter Ebenheit. Die herkömmliche Fahrzeugfensterscheibe 101 neigt nämlich dazu, sich während vorausgehender Herstellungsstadien zu verziehen. Insbesondere würden unerwünschte Krümmungen 103 und 104 an Rändern der Scheibe 101 bestehen bleiben, wie in der Figur ziemlich übertrieben gezeigt ist. Diese Krümmungen neigen dazu, zufällige Formen jenseits menschlicher Kontrolle zu besitzen (d.h. nicht steuer/regelbar, wie von einem Benutzer gewünscht), um auf diese Weise verschiedene Krümmungsgrade in verschiedenen Abschnitten der hergestellten Scheibe zu erzeugen. Eine solche Fahrzeugfensterscheibe 101 würde in einer Richtung quer durch ihre Dicke beträchtlich schwanken oder wackeln, wie durch eine Phantomlinie in der Figur angezeigt, wenn sie längs der Innenoberfläche des Türkörpers 102, welcher die Scheibe 101 umgibt, angehoben oder abgesenkt wird. Um die Beeinträchtigung zwischen der unerwünscht gekrümmten Fensterscheibe 101 und der Innenoberfläche des Türkörpers 102 zu vermeiden, ist es notwendig, eine ausreichend breite Schlitzöffnung 105 in dem Türkörper 102 auszubilden. Je breiter jedoch die Schlitzöffnung 105 ist, umso schwieriger würde es werden, die Türstruktur wetterfest usw. zu machen. Ferner führt die breitere Schlitzöffnung 105 zu einer erhöhten Gesamtdicke des Türkörpers 102, was das Design der Türstruktur stark beeinflussen würde.
Noch wichtiger ist es, dass die willkürlichen Krümmungen 103, 104, welche der durch das herkömmliche Herstellungsverfahren hergestellten Fensterscheibe eigen sind, ernste optische Probleme verursachen würden. Die willkürlichen Krümmungen 103, 104 würden diskontinuierliche optische Charakteristika darstellen, um auf diese Weise durch die Fensterscheibe 101 übertragenes Licht und Bilder zu brechen und zu verzerren. Folglich würden durch die Fensterscheibe 101 sichtbaren Außenansichten aus der Sicht eines Fahrers oder Passagiers teilweise verzerrt aussehen und die Fensterscheibe 101 würde aus der Sicht von Leuten außerhalb des Kraftfahrzeugs, wie z.B. Passanten, verzerrt aussehen. Dieses sind die hauptsächlichen Unannehmlichkeiten, welche die in der 8A gezeigte herkömmliche Fahrzeugfensterscheibe 101 zeigt.
Um Lösungen für diese Unannehmlichkeiten zu bieten, ist eine technisch ausgereiftere herkömmliche Fahrzeugfensterscheibe 101 zu einer geraden Querschnittsform ohne Krümmung ausgebildet, um in einer viel engeren Schlitzöffnung 106 des Türkörpers passend aufgenommen zu werden.
Im Gegensatz dazu hat die Fahrzeugfensterscheibe 16 der vorliegenden Erfindung eine kontinuierlich bogenförmig gekrümmte Form, wie oben in Bezug auf die 4 und 5 dargelegt, und zeigt somit keine diskontinuierlichen optischen Charakteristika, welche zu einer unerwünschten Verzerrung von Licht und Bildern führen würden.
9 ist eine schematische Darstellung, welche die Grundprinzipien erläutert, auf welchen die Fahrzeugfensterscheibe der vorliegenden Erfindung hergestellt ist. Insbesondere zeigt 9 ein Beispiel einer Vorrichtung zur Herstellung der erfinderischen bidirektional gekrümmten Fahrzeugfensterscheibe, welche weder sphärisch gekrümmt noch zylindrisch gekrümmt ist. Diese Fertigungsvorrichtung 50 umfasst eine Mehrzahl von Krümmungsstationen 60, welche einem Ausgang von einem Glasscheibenheizofen 52 folgen, welcher mit Transportwalzen 51 versehen ist. Die hintereinander in einem Bogen mit dem Krümmungsradius R1 angeordneten Krümmungsstationen 60 dienen dazu, die zu der Fensterscheibe 16 auszubildende erhitzte Glasscheibe über die Breite derselben in dem ersten Krümmungsradius R1 bogenförmig zu krümmen.
Wie in 10 gezeigt, umfasst jede der Krümmungsstationen 60 ein Paar untere und obere flexible Wellen 61 und 65, über die zwei Scheibensätze 62 bzw. 66 angebracht sind. Die Krümmungsstation 60 umfasst auch einen unteren Rollabschnitt 64, welcher die untere flexible Welle 61 zwischen den benachbarten Scheiben 62 durch untere Zylinder 63 zwangsweise hebt oder senkt. Die Krümmungsstation 60 umfasst auch einen oberen Rollabschnitt 68, welcher die obere flexible Welle 65 zwischen den benachbarten Scheiben 66 durch obere Zylinder 67 zwangsweise hebt oder senkt. Lager 69 sind auch an entgegengesetzten Enden der zwei flexiblen Wellen 61 und 65 vorgesehen.
In jeder der so konstruierten Krümmungsstationen 60 kann der Krümmungsgrad der unteren flexiblen Welle 61 so eingestellt werden, wie von einem Benutzer gewünscht, indem die unteren Zylinder 63 steuer/regelbar betätigt werden. Indem dann die obere flexible Welle 65 in einer zu der unteren flexiblen Welle 61 ähnlichen Weise gebogen wird, kann die zu der Fensterscheibe (in diesem Fall der Vordertürfensterscheibe 16) auszubildende Glasscheibe bogenförmig in dem zweiten Krümmungsradius R2 gekrümmt werden. Somit kann die bidirektional gekrümmte Fahrzeugfensterscheibe mit dem ersten und dem zweiten Krümmungsradius R1 und R2 in der in Bezug auf die 9 und 10 beschriebenen Weise hergestellt werden.
Wo die Fahrzeugfensterscheibe auf eine solche Weise bidirektional gekrümmt wird, dass ihr vertikaler Schnitt den ersten Krümmungsradius R1 besitzt, während ihr lateraler Schnitt den zweiten Krümmungsradius R2 besitzt, d.h. dass nicht nur ihr vertikaler Schnitt bogenförmig mit einem einzigen Krümmungsradius gekrümmt ist, sondern auch ihr lateraler Schnitt mit einem anderen einzigen Krümmungsradius gekrümmt ist, kann die Fertigungsvorrichtung, wie in den 9 und 10 gezeigt, entsprechend verwendet werden und ermöglicht leicht eine fortlaufende Herstellung der erfinderischen bidirektional gekrümmten Fahrzeugfensterscheiben.
Als Nächstes wird auf die 11A und 11B Bezug genommen, welche weitere Beispiele der Scheibenschiebebewegungsbahn 40 zeigen, denen die erfinderische bidirektional gekrümmte Fahrzeugfensterscheibe folgen kann. Die in den 3 bis 5 gezeigte Scheibenschiebebewegungsbahn 40 ist relativ zu der vertikalen Achse des Kraftfahrzeugs linear geneigt. Jedoch ist gemäß den Grundprinzipien der vorliegenden Erfindung die Scheibenschiebebewegungsbahn 40 nicht so eingeschränkt und kann, wie in den 11A und 11B gezeigt, modifiziert sein. 11A zeigt nämlich eine modifizierte Scheibenschiebebewegungsbahn 40, welche generell die Form einer geknickten oder scharfkurvigen Linie besitzt, während 11B eine weitere modifizierte Scheibenschiebebewegungsbahn 40 zeigt, welche generell die Form eines Kreisbogens besitzt.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 12 eine Modifikation der Fahrzeugtürstruktur der 7 erörtert. Insbesondere ist in 12 eine modifizierte Fahrzeugfensterscheibe (in diesem Fall die Vordertürfensterscheibe 16) gezeigt, welche in einem komplizierteren lateralen Schnitt ausgebildet ist, welcher eine Kombination von Krümmungsradien R21, R22 und R23 (z.B. R21 < R22 < R23) besitzt. Eine solche Kombination von Krümmungsradien wird eine "zusammengesetzte Krümmung" genannt. Die modifizierte Fahrzeugfensterscheibe 16 der 12 ist nämlich dadurch gekennzeichnet, dass ihr vertikaler Schnitt den einzigen Krümmungsradius R1 hat, während ihr lateraler Schnitt eine zusammengesetzte Krümmung hat, welche aus einer kontinuierlichen Folge einer Mehrzahl von Krümmungsradien R21, R22,..., Rn ("n" ist eine ganze Zahl größer als 1 und R21 ≠ R22 ≠ R23 ≠ ≠ R2n). Durch Krümmen des lateralen Schnitts mit der zusammengesetzten Krümmung kann die Freiheit oder Flexibilität bei der Auswahl der Form der Fahrzeugfensterscheibe wie auch die Gesamtform und das Design des Kraftfahrzeugs, welches eine solche Fensterscheibe verwendet, überaus verbessert werden.
Wie in 13 gezeigt, ist die Dachfensterscheibe 21 auch bogenförmig gekrümmt mit dem ersten Krümmungsradius R1 in der Längsrichtung des Kraftfahrzeugs, und ist in der Figur entlang Schienen (von denen nur eine gezeigt ist) 71 nach rechts verschiebbar.
Die Dachfensterscheibe 21 ist, wie in 14 gezeigt, auch bogenförmig mit dem zweiten Krümmungsradius R2 in der Quer- oder Breitenrichtung des Kraftfahrzeugs gekrümmt und ist in der Richtung senkrecht zu der Blattebene der Figur längs Schienen 71 verschiebbar. Die Dachfensterscheibe 21 ist, wie in den 13 und 14 gezeigt, nämlich auch eine bidirektional gekrümmte Fahrzeugfensterscheibe mit einer verbesserten ästhetischen Wirkung.
In 15 ist ein Beispiel eines Kraftfahrzeugs gezeigt, welches mit zwei horizontal verschiebbaren Fensterscheiben 72 und 73 versehen ist, von denen wenigstens eine (z.B. die Scheibe 72) relativ zu der anderen entlang der horizontalen Scheibenschiebebewegungsbahn 40 horizontal verschiebbar ist, um das Fenster zu schließen oder zu öffnen.
Nun der 16 zuwendend ist dort der vertikale Schnitt der Fensterscheibe 73 in der Richtung orthogonal zu der horizontalen Scheibenschiebebewegungsbahn 40 gesehen, gezeigt. Die veranschaulichte horizontal verschiebbare Fensterscheibe 73 hat den Krümmungsradius R2 und wenn die andere verschiebbare Fensterscheibe 72 auch denselben Krümmungsradius R2 hat, dann sind die zwei Fensterscheiben 72 und 73 in der Richtung senkrecht zu der Blattebene der Figur verschiebbar.
Wie in 17 gezeigt, haben beide horizontal verschiebbaren Seitenfensterscheiben 72 und 73 den Krümmungsradius R1 in ihren lateralen Schnitten parallel zu der horizontalen Scheibenschiebebewegungsbahn 40.
Die horizontal verschiebbaren Seitenfensterscheiben 72 und 73, welche oben unter Bezug auf die 15 bis 17 beschrieben sind, können sehr nützlich sein, wenn sie in einer Fensterstruktur verwendet werden, um in ein Haus oder anderes Gebäude eingebaut zu werden. Da diese horizontal verschiebbaren Seitenfensterscheiben 72 und 73 jeweils eine bidirektional gekrümmte Scheibe sind, welche den ersten Krümmungsradius R1 in dem lateralen Schnitt und den zweiten Krümmungsradius R2 in dem vertikalen Schnitt hat und welche daher weder eine sphärisch gekrümmte Scheibe noch eine zylindrisch gekrümmte Scheibe ist, sind sie vom Gesichtspunkt architektonischer Ästhetik sehr vorzuziehen.
Die vorliegende Erfindung wird nun mathematisch unter Bezugnahme auf 18 bis 22 beschrieben. Die herkömmlichen Fensterscheiben, welche eine zusammengesetzte Krümmung haben, sind mit geringer Präzision konfiguriert. Im Gegensatz dazu hat die erfinderische Fensterscheibe eine präzise definierte Konfiguration. Um die Konfiguration einer Fensterscheibe präzise zu definieren, sollte ein mathematischer oder geometrischer Ansatz verwendet werden.
Nun wird auf 18 Bezug genommen, welche das Euler'sche Theorem erläutert. Zuerst wird ein Punkt P auf einer in der Figur gezeigten gekrümmten Oberfläche S in Betracht gezogen. Obwohl der gerade verwendete Begriff "gekrümmte Oberfläche" aus einem mathematischen Gesichtspunkt präzise "Oberfläche" sein sollte, ist zu bemerken, dass er überall in dieser Beschreibung verwendet wird wegen der Unterscheidung zwischen diesem und anderen Begriffen, welche von "Oberfläche" begleitet werden. Als Nächstes werden ein Einheitsnormalenvektor n der gekrümmten Oberfläche S an dem Punkt P und ein Einheitstangentenvektor X der gekrümmten Oberfläche S an dem Punkt P festgelegt. Die gekrümmte Oberfläche S wird von einer Ebene Hm geschnitten, welche den Vektor X und den Vektor n umfasst. Eine Schnittfläche oder Kurve, welche sich in der Ebene Hm ergibt, der gekrümmten Oberfläche S wird als c bezeichnet. Die Krümmung der Kurve c am Punkt P ist durch k repräsentiert. Insbesondere ist die Krümmung in der Richtung des Einheitstangentenvektors X durch kx repräsentiert. Wenn Einheitstangentenvektoren X der gekrümmten Oberfläche S am Punkt P in verschiedenen Richtungen gegeben sind und wo kx keine Konstante ist, ergeben sich zwei Einheitstangentenvektoren X₁, X₂ mit den folgenden Eigenschaften:

(1) kx₁ ist ein Maximalwert von kx, während kx₂ ein Minimalwert von kx ist
(2) X₁ und X₂ schneiden sich orthogonal
(3) wenn ein durch X und X₁ ausgebildeter Winkel θ ist, ist kx = kx₁ cos² θ + kx₂ sin² θ

Dies wird das Euler'sche Theorem genannt.
Als Nächstes wird auf die 19A und 19B Bezug genommen, welche eine erste Phase eines mathematischen Ansatzes erläutern, der bei der Herstellung der erfinderischen Fensterscheibe verwendet wird. In 19A wird durch die Bezugszahl 16 eine Türfensterscheibe bezeichnet, welche in die Fahrzeugtür (siehe 1) vertikal verschiebbar einzusetzen ist. Die Fensterscheibe 16 ist eine gekrümmte Scheibe mit einer im Wesentlichen gleichmäßigen Dicke, wobei eine Hauptebene derselben die gekrümmte Oberfläche S ausbildet. Zur Anbringung an dem Türkörper 31 oder den Führungsschienen 32, 33 (siehe 3) kann es notwendig sein, dass die Türfensterscheibe 16 an einem Rand derselben in der Dicke verändert ist. Die Türfensterscheibe 16 mit dem so in der Dicke veränderten Rand wird auch als eine mit gleichmäßiger Dicke angesehen, soweit ein Hauptteil der Scheibe eine gleichmäßige Dicke besitzt. Gleichermaßen kann es für die Anbringung an dem Türkörper 31 oder den Führungsschienen 32, 33 erforderlich sein, dass die Fensterscheibe 16 in der Form an ihrem Rand verändert ist, in welchem Fall ihre Hauptfläche den formveränderten Rand ausschließen kann.
Wiederum auf 19A Bezug nehmend wird ein Vektor, welcher die gekrümmte Oberfläche S an dem Punkt P auf der Oberfläche S kontaktiert, ein Tangentenvektor X genannt. Wie aus 19B eingesehen werden kann, gibt es eine unendliche Anzahl von Tangentenvektoren X relativ zu dem Punkt P. Diese Vektoren können durch Xn (n = 1, 2, 3,...) ausgedrückt werden. Von diesen Vektoren Xn kann einer mit einem maximalen Krümmungsradius ein erster Tangentenvektor X₁ genannt werden, während ein anderer mit einem minimalen Krümmungsradius ein zweiter Tangentenvektor X₂ genannt werden kann. In der Türfensterscheibe 16 schneiden sich der erste und der zweite Tangentenvektor X₁, X₂ orthogonal.
Als Nächstes wird auf die 20A und 20B Bezug genommen, welche eine zweite Phase des mathematischen Ansatzes erläutern. In 20A wird angenommen, dass ein Normalenrichtungsvektor am Punkt P auf der gekrümmten Oberfläche S ein Normalenvektor n genannt wird und dass eine Ebene, welche einen Normalenvektor n an einem ausgewählten Punkt P auf der gekrümmten Oberfläche S und den ersten Tangentenvektor X enthält, eine Normalenschnittebene Hm genannt wird. Ein Schnittpunkt, wo sich die gekrümmte Oberfläche S und die Normalenschnittebene Hm treffen, zieht eine Kurve. Die gezogene Kurve wird c genannt. Bei der erfinderischen Türfensterscheibe 16 sind alle Krümmungen auf der Kurve c so ausgebildet, dass sie mit der maximalen Krümmung übereinstimmen. Wie leicht eingesehen werden kann, gibt es eine unendliche Anzahl an Kurven c auf der gekrümmten Oberfläche S. Somit sind eine unendliche Anzahl an Kurven c so ausgebildet, dass sie gemäß Regeln vorhanden sind, welche unter Bezugnahme auf 20B beschrieben werden.
Durch die Bezugszahl 40 in 20B wird eine von der Fensterscheibe gefolgte Schiebebewegungsbahn bezeichnet. Bei der erfinderischen Fensterscheibe 16 wird davon ausgegangen, dass eine unendliche Anzahl an Kurven durch cn verkörpert werden (n = 1, 2,..., n). Dann sind alle Kurven c1, c2, ... cn-1, cn so ausgebildet, dass sie der Schiebebewegungsbahn 40 der Fensterscheibe folgen.
Eine Oberfläche, welche eine maximale Krümmung besitzt, die einer minimalen Krümmung entspricht, ist eine sphärische Oberfläche. Da eine sphärische Oberfläche für die vorliegende Erfindung nicht relevant ist, ist die maximale Krümmung nicht so ausgebildet, dass sie mit der minimalen Krümmung übereinstimmt. Eine Oberfläche, welche eine minimale Krümmung von Null besitzt, ist eine zylindrische Oberfläche. Da wiederum eine zylindrische Oberfläche für die vorliegende Erfindung nicht relevant ist, ist die minimale Krümmung nicht auf Null eingestellt.
Wie oben in Bezug auf die 19A, 19B, 20A und 20B erläutert, stellt die vorliegende Erfindung eine Fahrzeugfensterscheibe zur verschiebbaren Anbringung an einem Kraftfahrzeug bereit, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Fensterscheibe eine gekrümmte Scheibe umfasst mit einer im wesentlichen gleichmäßigen Dicke, wobei eine Hauptoberfläche derselben eine gekrümmte Oberfläche ausbildet, wobei die gekrümmte Oberfläche eine Anhäufung von Punkten ist, welche die folgenden Bedingungen erfüllen:

(a) Wenn ein Vektor, welcher die gekrümmte Oberfläche an einem Punkt auf der gekrümmten Oberfläche berührt, ein Tangentenvektor genannt wird, ein Tangentenvektor mit einer maximalen Krümmung ein erster Tangentenvektor genannt wird und ein Tangentenvektor mit einer minimalen Krümmung ein zweiter Tangentenvektor genannt wird, dann haben alle Punkte auf der gekrümmten Oberfläche den ersten Tangentenvektor und den zweiten Tangentenvektor, welche einander orthogonal schneiden;
(b) wenn ein Normalenrichtungsvektor an einem Punkt auf der gekrümmten Oberfläche ein Normalenvektor genannt wird und eine Ebene, welche den Normalenvektor an einem ausgewählten Punkt auf der gekrümmten Oberfläche und den ersten Tangentenvektor enthält, eine Normalenschnittebene genannt wird, stimmen alle Krümmungen auf einer Kurve, welche an einem Schnittpunkt ausgebildet ist, wo die gekrümmte Oberfläche und eine Normalenschnittebene sich treffen, mit der maximalen Krümmung überein;
(c) die Kurve, welche an dem Schnittpunkt ausgebildet ist, wo sich die gekrümmte Oberfläche und die Normalenschnittebene treffen, folgt einer Schiebebewegungsbahn der Fensterscheibe;
(d) die maximale Krümmung ist nicht gleich der minimalen Krümmung; und
(e) die minimale Krümmung ist nicht Null.

Dies ermöglicht es, die Form der erfinderischen Fensterscheibe (bidirektional gekrümmte Scheibe) präzise zu definieren. Die so hergestellte Fahrzeugfensterscheibe erlaubt die Verengung der Schlitzöffnung 42 der 7, wodurch der Türkörper 31 schlank gemacht werden kann.
Nun auf 21 Bezug nehmend hat der zweite Tangentenvektor (Tangentenvektor X₂ der 19B) eine minimale Krümmung. Jede Kurve dn (n = 1, 2, ..., n), welche eine Kurve cn orthogonal schneidet, die als eine Ansammlung von ersten Tangentenvektoren angesehen werden kann, ist eine Anhäufung von zweiten Tangentenvektoren. Hier sind alle Kurven dn (n = 1, 2,..., n) so eingestellt, dass sie eine minimale Krümmung besitzen. Die minimale Krümmung bleibt nämlich an allen Punkten auf der gekrümmten Oberfläche konstant. Indem alle Kurven dn (n = 1, 2,..., n) derart angeordnet werden, dass sie dieselbe Krümmung besitzen, wird es möglich, eine Form zur Ausbildung der Fensterscheibe zu vereinfachen und folglich die Formherstellungskosten zu verringern. Wenn Rollen für ein solches Formen verwendet werden, kann die Form der Rollen leicht bestimmt werden.
Wie in 22 gezeigt, wird ein Winkelgebiet oder -bereich Φ durch und zwischen einer Kurve cn, welche dem ersten Tangentenvektor entspricht, und einer Kurve dn, welche dem zweiten Tangentenvektor entspricht, definiert. Die Krümmungen von Kurven em (m = 1, 2,... n), welche sich innerhalb des Winkelbereichs erstrecken, sind so angeordnet, dass sie sich kontinuierlich von der maximalen Krümmung zu der minimalen Krümmung verändern. Da zu diesem Zeitpunkt e1 über cn liegt, ist 1 nicht in m enthalten.
Die teilweise schlecht geformte herkömmliche Fensterscheibe umfasst schon an sich oder hat sehr wahrscheinlich in einem Übergang von dem maximalen Krümmungsradius R1 zu dem minimalen Krümmungsradius R2 Abschnitte, in dem sich Krümmungsradien plötzlich verändern. Diese Abschnitte stellen optische Verzerrungsprobleme und folglich eine Produktqualitätsverschlechterung dar. Im Gegensatz dazu kann durch eine Anordnung von Krümmungen, welche sich in einem Winkelbereich erstrecken, der von und zwischen dem ersten und dem zweiten Tangentenvektor definiert ist, um sich von der maximalen Krümmung zu der minimalen Krümmung wie bei der vorliegenden Erfindung zu verändern, eine Fensterscheibe mit hoher Qualität (bidirektional gekrümmte Scheibe) bereitgestellt werden, welche frei von optischen Problemen ist.
Es kann leicht von sachkundigen Handwerkern eingesehen werden, dass die erfinderische Fahrzeugfensterscheibe für andere als die Seitentürfenster des Kraftfahrzeugs verwendet werden kann, wie z.B. das Dachfenster. Ferner kann die erfinderische Fensterscheibe auch bei Fenstern in Zügen, Yachten, Booten, Schiffen usw. verwendet werden.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung stellt eine gekrümmte Fensterscheibe bereit, welche geeignet als eine Fahrzeugfensterscheibe mit überlegenen Vorteilen gegenüber bekannten zylindrisch gekrümmten, sphärisch gekrümmten und tonnenförmigen Fensterscheiben und Glasscheiben mit Krümmungen aus zusammengesetzten Krümmungen verwendet werden kann. Die Erfindung stellt auch eine Fahrzeugtürstruktur bereit, welche eine solche gekrümmte Fensterscheibe enthält.

Claims

Fahrzeugfensterscheibe (16) zur verschiebbaren Anbringung an einem Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugfensterscheibe einen bogenförmig gekrümmten vertikalen Schnitt hat, welcher an jeder seiner Positionen einen selben Krümmungsradius (R1) aufweist, welcher einem Krümmungsradius einer vorbestimmten Schiebebewegungsbahn (40) entspricht, welcher die Fahrzeugfensterscheibe folgt, und einen gekrümmten lateralen Schnitt hat, welcher an jeder seiner Positionen einen gleichen Krümmungsradius (R2) aufweist, wobei der vertikale Schnitt ein Schnitt längs einer Ebene parallel zu der vorbestimmten Schiebebewegungsbahn ist, während der laterale Schnitt ein Schnitt längs einer Ebene ist, welche die vorbestimmte Schiebebewegungsbahn im wesentlichen in rechten Winkeln dazu schneidet.
Fahrzeugfensterscheibe (16) nach Anspruch 1, wobei der Krümmungsradius (R1) in dem gekrümmten vertikalen Schnitt und der Krümmungsradius (R2) in dem gekrümmten lateralen Schnitt voneinander verschieden sind.
Fahrzeugfensterscheibe (16) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der laterale Schnitt mit einer zusammengesetzten Krümmung gekrümmt ist, welche aus einer kontinuierlichen Folge einer Mehrzahl von Krümmungsradien zusammengesetzt ist, welche von dem Krümmungsradius (R1) in dem gekrümmten vertikalen Schnitt verschieden sind.
Fahrzeugfensterscheibe (16) nach Anspruch 1, wobei die Fensterscheibe eine gekrümmte Scheibe umfasst mit einer im Wesentlichen gleichmäßigen Dicke, wobei eine Hauptoberfläche derselben eine gekrümmte Oberfläche ausbildet, wobei die gekrümmte Oberfläche eine Anhäufung von Punkten ist, welche die folgenden Bedingungen erfüllen: (a) wenn ein Vektor, welcher die gekrümmte Oberfläche an einem Punkt auf der gekrümmten Oberfläche berührt, ein Tangentenvektor (X) genannt wird, ein Tangentenvektor mit einer maximalen Krümmung ein erster Tangentenvektor (X₁) genannt wird und ein Tangentenvektor mit einer minimalen Krümmung ein zweiter Tangentenvektor (X₂) genannt wird, dann haben alle Punkte auf der gekrümmten Oberfläche den ersten Tangentenvektor und den zweiten Tangentenvektor, welche einander orthogonal schneiden; (b) wenn ein Normalenrichtungsvektor an einem Punkt auf der gekrümmten Oberfläche ein Normalenvektor (n) genannt wird und eine Ebene, welche den Normalenvektor an einem ausgewählten Punkt auf der gekrümmten Oberfläche und den ersten Tangentenvektor enthält, eine Normalenschnittebene (Hm) genannt wird, stimmen alle Krümmungen auf einer Kurve, welche an einem Schnittpunkt ausgebildet ist, wo sich die gekrümmte Oberfläche und eine Normalenschnittebene treffen, mit der maximalen Krümmung überein; (c) die Kurve, welche an dem Schnittpunkt ausgebildet ist, wo sich die gekrümmte Oberfläche und die Normalenschnittebene treffen, einer Schiebebewegungsbahn (40) der Fensterscheibe folgt; (d) die maximale Krümmung nicht gleich der minimalen Krümmung ist; und (e) die minimale Krümmung nicht Null ist.
Fahrzeugfensterscheibe nach Anspruch 4, wobei die minimale Krümmung an allen Punkten auf der gekrümmten Oberfläche konstant ist.
Fahrzeugfensterscheibe nach Anspruch 4, wobei sich Krümmungen, welche sich innerhalb eines Winkelbereichs erstrecken, welcher von und zwischen dem ersten Tangentenvektor (X₁) und dem zweiten Tangentenvektor (X₂) definiert ist, kontinuierlich von der maximalen Krümmung zu der minimalen Krümmung verändern.
Fahrzeugtürstruktur umfassend: eine Fahrzeugfensterscheibe (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; einen Türkörper (31) mit einem Anbringungsraum zur verschiebbaren Anbringung der Fahrzeugfensterscheibe darin und einer Schlitzöffnung (42), welche in Verbindung steht mit dem Anbringungsraum zur Aufnahme der Fahrzeugfensterscheibe für eine Schiebebewegung in und aus der Schlitzöffnung mit einem im Wesentlichen gleichmäßigen Zwischenraum, welcher zwischen einer Außenumfangsfläche der Fahrzeugfensterscheibe und einer Innenfläche des Türkörpers ausgespart ist, welcher die Schlitzöffnung definiert; ein Paar von Führungsschienen (32, 33), welche in gegenüberliegenden Innenflächen des Türkörpers ausgebildet sind und einen gleichen Krümmungsradius wie die vorher festgelegte Schiebebewegungsbahn der Fahrzeugfensterscheibe haben, um die Schiebebewegung der Fahrzeugfensterscheibe in und aus der Schlitzöffnung relativ zu dem Türkörper zu führen; und eine Fensterstellvorrichtung zum Schieben der Fahrzeugfensterscheibe entlang der Führungsschienen.