DE60312925T2

DE60312925T2 - Verfahren zur Herstellung einer Fahrzeugwindschutzscheibe

Info

Publication number: DE60312925T2
Application number: DE60312925T
Authority: DE
Inventors: Yutaka Wako-shi Okamoto; Yuji Wako-shi Kikuchi
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-06-10
Filing date: 2003-06-06
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2023-06-07
Also published as: US6834905B2; JP2004009963A; DE60312925D1; EP1371481A1; JP3805722B2; US20030227190A1; EP1371481B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen einer Windschutzscheibe für ein Fahrzeug, um einen Aufprall auf ein kollidierendes Objekt, welches mit der Windschutzscheibe von der Vorderseite des Fahrzeugs her kollidiert, zu mildern.
Wie beispielsweise in der JP-HEI-4-19136 A offenbart ist, ist diese Art von Windschutzscheibe als ein Laminatsicherheitsglas bekannt, welches aus einem vergüteten Glas, einer mit der Innenseite des vergüteten Glases verbundenen Zwischenschicht aus Harz und einer undurchlässigen Folie, welche mit der Oberfläche an der Innenseite der Kunstharzschicht verbunden ist, besteht.
Ein weiteres bekanntes Beispiel einer solchen Windschutzscheibe ist in 8A und 8B gezeigt. Diese Figuren zeigen einen Zustand, in dem ein kollidierendes Objekt mit einer Windschutzscheibe von der Innenseite des Fahrzeugs her kollidiert. In den Figuren bezeichnet AUSSEN die Außenseite eines Insassenraums und INNEN die Innenseite des Insassenraums.
8A zeigt ein kollidierendes Objekt 111, welches auf eine Windschutzscheibe 112 trifft. Die Windschutzscheibe 112 ist aus einem Glas hergestellt, welches zwei Gläser 113 und 114 aufweist, die von dem Insassenraum zur Fahrzeugaußenseite mittels einer Kunststoffzwischenschicht 115 miteinander verbunden sind (hier im Folgenden als ein „Laminatglas" bezeichnet.
Das Laminatsicherheitsglas in JP-HEI-4-19136 A oder die in 8 gezeigte Windschutzscheibe 112 berücksichtigt die Sicherheit der Fahrzeuginsassen und mildert den Aufprall des Kopfes eines Insassen, welcher gegen das Laminatsicherheitsglas oder die Windschutzscheibe 112 bei einer Fahrzeugkollision auftrifft. Nicht berücksichtigt ist jedoch die Sicherheit von Fußgängern, d.h. eines von der Außenseite des Fahrzeuginnenraums zu dem Laminatsicherheitsglas oder der Windschutzscheibe 112 hin auftreffenden Objekts.
Wenn in 8B das kollidierende Objekt auf die Windschutzscheibe 112 auftrifft, zerbricht die Windschutzscheibe 112 teilweise, was den Aufprall der Kollision vermindert. Wie oben beschrieben, ermöglicht die Windschutzscheibe 112 dies jedoch nicht bei einem Aufprall von der Außenseite des Insassenraums. Ferner weist die Windschutzscheibe 112 eine Form auf, die nach außerhalb des Insassenraums gekrümmt ist, d.h. einen so genannten bogenförmigen Querschnitt, und sie ist daher gegenüber einer Belastung von der Außenseite des Insassenraums weniger zerbrechlich als gegenüber einer Belastung von der Innenseite des Insassenraums.
Gemäß WO 79/00162 A1 wird ein Flachglas/Kunststofflaminat hergetellt durch elastisches Deformieren einer dicken Lage von Kunststoffmaterial und Verbinden einer dünnen Lage von Glasmaterial mit der dicken Lage von Kunststoffmaterial unter Verwendung eines bei Kälte nicht kriechfähigen Klebstoffs. Diese Verbindung wird während des gesamten Klebens und Aushärtens des Klebstoffes frei von Scherkräften gehalten. Nach vollständigem Aushärten des Klebstoffes wird die Deformation freigegeben und das Glas wird dann durch Kontraktionskräfte, die von dem Kunststoffmaterial ausgeübt werden, einer Kompression unterzogen.
EP 0 319 251 , welche als nächstliegender Stand der Technik angesehen wird, offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines gekrümmten Laminatglases für Fahrzeugwindschutzscheiben. Um Falten zu entfernen, welche sich möglicherweise gebildet haben, wenn eine Zwischenfolie aus Kunststoff auf einer von zwei einander zu überlagernden Glaslagen angeordnet wird, wird die Folie auf der einen der Glaslagen angeordnet, de ren konvexe Seite nach oben weist. Darüber hinaus wird zum Ablegen der Folie auf der einen Glaslage ein Paar von Stangen von einem mittleren Abschnitt der Folie in entgegengesetzte Richtungen nach außen bewegt. Nachdem das Ablegen der Folie beendet ist, werden die Stangen entfernt. Danach wird die andere Glaslage mit ihrer konkaven Seite auf der Zwischenfolie angeordnet und die Glaslagen und die Zwischenfolie werden unter Verwendung eines herkömmlichen Verfahrens miteinander verbunden.
US 3822 122 zeigt ein Verfahren zum Herstellen eines gebogenen Sicherheitsglases für eine Fahrzeugwindschutzscheibe. Gemäß diesem Verfahren wird ein chemisch vergütetes Glasteil zusätzlich an einer freiliegenden Oberfläche desselben dadurch verstärkt, dass die Glaslage in einen elastisch gebogenen Zustand versetzt wird, so dass Kompressionsspannungen in dem Glas an der freiliegenden Oberfläche erzeugt werden. In einer Ausführungsform wird dies dadurch erreicht, dass zwei gekrümmte Glaslagen mit unterschiedlicher Krümmung unter Verwendung einer Verbindungslage aus Polyvinylbutyral miteinander verbunden werden.
Ferner existiert in den zurückliegenden Jahren ein Trend zu Fahrzeugen mit kurzem Vorbau (engl. „short-nose vehicles"), bei denen Insassenräume ein erweitertes Volumen haben, und Fahrzeugen ohne Vorbau (engl. „slant-nose vehicles"), bei denen vordere Endabschnitte nach unten geneigt sind, um den Luftwiderstand bei Fahren mit hoher Geschwindigkeit zu verringern, welche zu erhöhten Kollisionen von der Fahrzeugvorderseite zu den Windschutzscheiben hin führten. Andererseits ist mit zunehmendem Anteil des Tragens von Sicherheitsgurten und der weit verbreiteten Verwendung von Airbags immer mehr Bedeutung der Berücksichtigung der Sicherheit von Fußgängern zusätzlich zu der Sicherheit von Fahrzeuginsassen zugemessen worden. Anders ausgedrückt, ist es erwünscht, den Aufprall eines kollidierenden Objekts, welches mit einer Windschutzscheibe von der Außenseite eines Insassenraums her zusammenstößt, effektiv zu mildern.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer solchen Fahrzeugwindschutzscheibe anzugeben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Fahrzeugwindschutzscheibe gemäß Anspruch 1 vorgesehen. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Krümmen einer Mehrzahl von Tafelgläsern in eine konkave Form, Ausüben einer Spannung auf eine aus einem Harzmaterial hergestellte Zwischenlage, so dass die Zwischenlage in jede Richtung gedehnt wird, Anordnen der gespannten Zwischenlage zwischen den gekrümmten Tafelgläsern und Verbinden der gekrümmten Tafelgläser und der gespannten Zwischenlage miteinander.
Mittels des Verfahrens kann die Windschutzscheibe auf einfache Weise hergestellt werden.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden lediglich beispielhaft im Detail beschrieben, und zwar unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, in denen:
1 eine Perspektivansicht ist, die einen Teil eines Fahrzeugs mit einer Windschutzscheibe gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
2 eine perspektivische Explosionsansicht der in 1 gezeigten Windschutzscheibe ist,
3 eine Querschnittsansicht der Windschutzscheibe entlang der Linie 3-3 in 1 ist,
4A und 4B Diagramme sind, welche eine Kraft zeigen, die auf eine Zwischenlage der Windschutzscheibe gemäß der vorliegenden Erfindung wirkt,
5A bis 5D Diagramme sind, welche Zustände der Windschutzscheibe zeigen, wenn ein Objekt mit der Windschutzscheibe von der Vorderseite des Fahrzeugs her kollidiert,
6 eine perspektivische Ansicht einer Herstellungslinie ist, welche einen Prozess der Herstellung der Windschutzscheibe gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
7 ein Diagramm ist, das das Ausüben von Spannung auf die in 6 gezeigte Zwischenlage verdeutlicht, und
8A und 8B Querschnittsansichten der herkömmlichen Windschutzscheibe zeigen.
Zunächst wird auf 1 Bezug genommen, welche perspektivisch die Vorderseite eines Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Ein Fahrzeug 10 weist eine Windschutzscheibe 12 an der Vorderseite eines Insassenraums auf. Das Bezugszeichen 15 bezeichnet eine Haube, welche einen oberen Abschnitt eines Motorraums abdeckt, 16 und 17 bezeichnen einen linken und einen rechten vorderen Kotflügel, 18 bezeichnet einen vorderen Stoßfänger, 21 bezeichnet ein vorderes Rad (ein anderes vorderes Rad ist nicht gezeigt), 23 und 24 bezeichnen eine linke und eine rechte A-Säule, 25 bezeichnet eine vordere Tür und 26 bezeichnet einen Türspiegel.
Wie in 2 gezeigt ist, ist die Windschutzscheibe 12 aus einem Laminatglas hergestellt, welches ein äußeres Glas 32 enthält, das an der Außenseite des Insassenraums angeordnet ist, und ein inneres Glas 33 enthält, welches an der Innenseite des Insassenaums angeordnet ist, sowie eine aus einem weichen Harz hergestellte Zwischenlage 34 enthält, welche zwischen dem äußeren Glas 32 und dem inneren Glas 33 angeordnet ist, wobei sie das äußere Glas 32 und das innere Glas 33 miteinander verbindet.
Laminatgläser für Automobile sind in Automobilsicherheitsgläser, spezifiziert in JIS, enthalten, und zwar definiert als solche, welche wenigstens zwei Tafelgläser besitzen, die mittels Kunststoff als eine Zwischenlage miteinander verbunden sind, um mit der Zwischenlage zu verhindern, dass bei Bruch durch eine äußere Kraft die meisten Bruchstücke umherfliegen. Die Laminatgläser besitzen eine verbesserte Sicherheit im Vergleich zu vergüteten Gläsern, welche ebenfalls zu den Automobilsicherheitsgläsern gehören, und werden hauptsächlich für Windschutzscheiben und Sonnenschutzdächer verwendet.
Die Zwischenlage 34 ist eine Folie aus Polyvinylbutyral (PVB) und sie ist flexibel und strapazierfähig. Bei Bruch des Glases verhindert die Zwischenlage 34 das Umherfliegen von Glasbruchstücken und den vollständigen Zusammenbruch des Glases, und sie ist darüber hinaus widerstandsfähig gegenüber Eindringen eines kollidierenden Objektes.
Die Zwischenlage 34 ist mit dem äußeren Glas 32 und dem inneren Glas 33 verbunden, während sie während des Herstellungsprozesses in einem vorbestimmten Grad unter Spannung gesetzt wird.
3 zeigt die Windschutzscheibe 12, welche zwischen der linken und der rechten A-Säule 23 und 24 angebracht ist.
Die Windschutzscheibe 12 ist zur Außenseite des Fahrzeugs hin von dem Inneren eines Insassenraums 36 gekrümmt. Wie im Folgenden beschrieben wird, verursacht dann, wenn eine äußere Kraft mit einem vorbestimmten Betrag von der Fahrzeugaußenseite auf die Windschutzscheibe 12 einwirkt, die Spannung in der Zwischenlage 34, dass die gesamte Windschutzscheibe 12 flexibler ist, und mildert ferner die Aufprallwirkung eines von der Fahrzeugaußenseite kollidierenden Objekts, wenn überhaupt, dann in einer herkömmlichen Weise.
Nun wird die Funktion der Zwischenlage 34 der Windschutzscheibe 12 unter Bezugnahme auf 4A und 4B beschrieben.
In 4A treten dann, wenn die gekrümmte Windschutzscheibe 12 zwischen den A-Säulen 23 und 24 angebracht ist, Kontraktionskräfte R, R in den Richtungen von Pfeilen in der Zwischenlage 34 auf, weil auf die Zwischenlage 34 während des Herstellungsprozesses eine Spannung ausgeübt wird. Wenn ein elastisches Band gedehnt und an seinen entgegengesetzten Enden fixiert wird, versucht beispielsweise das elastische Band, sich zu der ursprünglichen Länge zusammenzuziehen.
4B zeigt, dass dann, wenn das äußere Glas 32 und das innere Glas 33 durch ein mit der Windschutzscheibe 12 kollidierendes Objekt vollständig zerbrochen ist (32A und 33A bezeichnen Bruchstücke), keinerlei Zwangskräfte auf die Zwischenlage 34 ausgeübt werden, welche sich dann von einem gekrümmten Zustand in einen geradlinigen Zustand verändert, wie durch einen Pfeil zwischen den A-Säulen 23 und 24 gezeigt ist. Beispielsweise wird ein in eine gekrümmte Form gedehnter Gummifaden gerade, wenn keinerlei äußere Kraft auf denselben einwirkt.
Wie mit Hilfe von 4A und 4B beschrieben wurde, wirkt die zuvor gespannte Zwischenlage 34 derart, dass sie sich von einem gekrümmten Zustand in einen geradlinigen Zustand ändert. Die Windschutzscheibe 12 wirkt daher derart, dass sie sich von einem gekrümmten Zustand in einen geradlinigen Zustand ändert. Insbesondere wird eine zu dem Insassenraum hin gerichtete Kraft C, wie sie durch einen Pfeil gezeigt ist, durch eine Rückstellkraft der Zwischenlage 34 in der Windschutzscheibe 12 erzeugt.
Die Funktionsweise der oben beschriebenen Windschutzscheibe wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 5A bis 5D beschrieben.
Wenn ein kollidiertes Objekt 38 auf die Windschutzscheibe 12 von der Vorderseite des Fahrzeugs 10 her auftrifft, wie beispielsweise durch einen Pfeil in 5A gezeigt ist, und mit der Windschutzscheibe 12 kollidiert, wie in 5B gezeigt ist, wird ein mittlerer Abschnitt der Windschutzscheibe 12 zerbrochen, wie in 5C gezeigt ist. Wenn der Aufprall groß ist, breitet sich der zerbrochene Teil über die gesamte Windschutzscheibe 12 aus, wie in 5D gezeigt ist.
In 5C und 5D wird die Windschutzscheibe 12 dann, wenn sie zerbrochen ist, flexibel durch die oben beschriebene Kraft C in der Richtung des Insassenraums (siehe 4A), und der zerbrochene Teil wird geradlinig. Nachdem er geradlinig geworden ist, ist die Windschutzscheibe 12 in das Innere des Insassenraums 36 gekrümmt, wie in 5D gezeigt ist, und zwar durch eine Trägheitskraft des kollidierenden Objekts 38.
Die Windschutzscheibe 12, die auf diese Weise derart konfiguriert ist, dass sie durch eine äußere Kraft mit einem gegebenen Betrag zerbrochen wird und flexibel wird, kann ferner den Aufprall des kollidierenden Objekts 38 absorbieren.
6 ist eine Perspektivansicht einer Herstellungslinie, welche einen Prozess zur Herstellung der Windschutzscheibe 12 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, in welchem Prozess Schritte durch die Buchstaben (a) bis (k) bezeichnet sind und im Folgenden in dieser Reihenfolge beschrieben werden.
Schritt (a): Materialplatten 51 werden hergestellt.
Schritt (b): Die Materialplatten 51 werden in eine vorbestimmte Form geschnitten, um flache Platten 52 zu erzeugen, welche mit einer Bezeichnung gestempelt und abgefast werden.
Schritt (c): Die flachen Platten 52 werden durch eine Reinigungseinrichtung gewaschen und dann getrocknet.
Schritt (d): Die flachen Platten 52 werden mit Aufdrucken so weit erforderlich, versehen.
Schritt (e): Die flache Platte 52, welche als äußeres Glas 32 der Windschutzscheibe 12 bestimmt ist (hierin im Folgenden als „äußere Platte" bezeichnet) wird über die flache Platte 52, welche als das innere Glas 33 bestimmt ist (hierin im Folgenden als „innere Platte" bezeichnet) gelegt. Die flachen Platten 52 werden auf einen Stempel 54 gelegt, um sich durch Eigengewicht zu verformen.
Schritt (f): Der Stempel 54 mit den beiden darauf gelegten flachen Platten 52 wird zur Erwärmung durch einen Ofen 56 geführt und dann langsam abgekühlt.
Schritt (g): Die sich ergebende äußere Platte 57 und innere Platte 58 werden durch eine Reinigungseinrichtung 59 gewaschen.
Schritt (h): Eine Zwischenlage 61, welche nach Waschen und Kontrolle in vorbestimmte Abmessungen abgelängt wurde, wird zwischen die äußere Platte 57 und die innere Platte 58 eingeführt, während sie unter Spannung gesetzt wird. Ein Abschnitt der Zwischenlage 61, welcher über die Ränder der äußeren Platte 57 und der inneren Platte 58 hinaussteht, wird abgeschnitten.
Schritt (j): Verbund 62, welcher im Schritt (h) entsteht, wird in eine Gummitasche eingeführt und zur Erwärmung durch eine Vorbereitungs-Druckverbindungseinrichtung 63 geführt. Diese Erwärmung kann ausgelassen werden.
Schritt (k): Der Vorverbund 62 wird durch eine Autoklav-Einrichtung 64 für das endgültige Verbinden unter Druck des Verbunds 62 unter Druck gesetzt und erwärmt.
Die Windschutzscheibe 12 wird auf diese Weise hergestellt. Die Windschutzscheibe 12 wird dann kontrolliert und zur Auslieferung verpackt.
Nun wird die Ausübung von Spannung auf die Zwischenlage 61 unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.
Zunächst wird die Zwischenlage 61 an ihren Seiten 71 bis 74 in den Richtungen der Pfeile gezogen, um eine Spannung auf die Zwischenlage 61 auszuüben. Im Ergebnis wird die Zwischenlage 61 von einer freien Längsrichtungs-Länge F1 und einer freien Querrichtungs-Länge F2 (Länge vor Ausüben von Spannung) in eine Einstelllänge verlängert (Längslänge S1 und Querlänge S2). Das heißt, die Zwischenlage 61 wird derart unter Spannung gesetzt, dass sie sich in jede Richtung dehnt.
Auf die Zwischenlage 61 in diesem Zustand wird die äußere Platte 57 und die innere Platte 58 von entgegengesetzten Seiten her aufgebracht, wie durch hohle Pfeile gezeigt ist, um miteinander verbunden zu werden.
Eine Windschutzscheibe (12) aus einem Laminatglas, welches derart gekrümmt ist, dass es zur Fahrzeugaußenseite hin vorsteht. Eine Zwischenlage (34) des Laminatglases wird derart unter Spannung gesetzt, dass die Windschutzscheibe eine Kraft (c) aufweist, welche derart wirkt, dass sie verursacht, dass sich das gesamte Laminatglas zu einem Insassenraum hin biegt. Die Windschutzscheibe ist in ihrer Gesamtheit derart konfiguriert, dass sie zur Innenseite des Insassenraums hin flexibel ist, so dass der Aufprall eines Objekts 38, welches mit der Windschutzscheibe von der Außenseite des Fahrzeugs her kollidiert, absorbiert werden kann und der durch das kollidierende Objekt aufgenommene Aufprall gemindert werden kann.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Fahrzeugwindschutzscheibe, umfassend die Schritte: a) Krümmen einer Mehrzahl von Tafelgläsern (32, 33) in eine konkave Form, b) Ausüben von Spannung auf eine Zwischenlage (34), die aus einem Harzmaterial hergestellt ist, derart, dass die Zwischenlage (34) in jede Richtung gedehnt wird, c) Einfügen der gespannten Zwischenlage (34) zwischen die gekrümmten Tafelgläser (32, 33), und d) Verbinden der gekrümmten Tafelgläser (32, 33) und der gespannten Zwischenlage (34) miteinander.