WO2023174636A1 - Fahrzeug-dachscheibe mit integrierter lichtquelle - Google Patents

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WO2023174636A1
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optical element
inner pane
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PCT/EP2023/054148
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Tobias NIELSEN
Patrick Weber
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Saint-Gobain Glass France
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    • B32B2605/00—Vehicles
    • B32B2605/08—Cars

Definitions

  • Vehicle roof window with integrated light source Vehicle roof window with integrated light source
  • the invention relates to a vehicle roof window with an integrated light source, which is intended in particular as a reading light.
  • the invention also relates to the production and use of the vehicle roof pane.
  • the light sources can, for example, serve as reading lights for the vehicle occupants, with each vehicle occupant preferably being assigned their own light source, which can be operated independently of the others. If the vehicle is equipped with a roof window, the positioning of the light sources can sometimes be a problem. These can be integrated into the roof lining on the side of the roof window. However, in order to achieve more favorable positioning and attractive aesthetics, it may be desirable to integrate the light sources directly into the vehicle roof window.
  • WO2019105855 discloses a composite pane with a recess for integrating electronic components, the recess comprising a laser-drilled feedthrough through the inner pane.
  • WO2017029384, WO2018/002707 and WO2018002723 disclose composite panes with capacitive buttons that are used to control integrated light sources.
  • WO2021025651 discloses a pane with an emissivity-reducing coating, electrical lines being formed from the coating for a light source mounted on the coating.
  • the present invention is based on the object of providing a vehicle roof window with at least one integrated light source.
  • the vehicle roof glass should be aesthetically pleasing and ensure easy access to the light source for maintenance or replacement purposes. If there are several light sources, they should preferably be independent of each other and as intuitive to operate as possible.
  • the object of the present invention is achieved by a vehicle roof window according to independent claim 1.
  • the vehicle roof pane according to the invention is a composite pane. It comprises an outer pane and an inner pane, which are connected to one another via an intermediate layer.
  • the vehicle roof window is intended to separate the vehicle interior from the outside environment in a window opening, namely the roof window opening of a vehicle.
  • the inner pane refers to the pane facing the interior.
  • the outer pane refers to the pane facing the external environment.
  • the outer pane and the inner pane each have an outside surface and an inside surface and a circumferential side edge surface running between them.
  • the outside surface refers to the main surface which is intended to face the external environment in the installed position.
  • the interior-side surface refers to the main surface which is intended to face the interior in the installed position.
  • the interior surface of the outer pane and the outside surface of the inner pane face each other and are connected to one another by the thermoplastic intermediate layer.
  • the vehicle roof pane has at least one recess.
  • the recess extends from the interior surface of the inner pane into the composite pane.
  • the recess is formed at least by a passage through the inner pane.
  • This passage can also be referred to as a hole in the inner pane; it extends from the interior surface of the inner pane through the entire inner pane to the outside surface of the inner pane.
  • the recess according to the invention can be formed solely by passing through the inner pane. Optionally, it can also extend from the passage of the inner pane into the intermediate layer or extend through the entire intermediate layer.
  • a section adjacent to the inner pane or a layer of the intermediate layer adjacent to the inner pane is also provided with a recess, which ends within the intermediate layer in the manner of a blind hole. If the recess extends through the intermediate layer, there is a passage through the entire intermediate layer - the recess in this case is a passage through the inner pane and the intermediate layer, which extends from the interior surface of the inner pane through the entire Inner pane and the entire intermediate layer up to the interior surface of the outer pane.
  • a light source and an optical element are inserted into the recess.
  • the light source is directed towards the vehicle interior.
  • the light source is at a smaller distance from the outer pane than the optical element. This means that it is directed towards the optical element.
  • the light source is therefore arranged in such a way that its intended radiation direction faces the optical element, the interior surface of the inner window and the vehicle interior, so that the radiation from the light source passes through the optical element and out of the composite pane or the recess via the interior surface from the inner window towards the vehicle interior.
  • the electrical contacts of the light source are preferably arranged on the side of the light source opposite the radiation direction and face the outer pane.
  • the vehicle roof window is also equipped with electrical lines which are electrically connected to the light source.
  • the electrical cables are used to supply power to the light source. They are electrically connected to the contacts of the light source.
  • the vehicle roof pane is equipped with several recesses according to the invention, with a light source and an optical element being inserted into each recess in the manner according to the invention.
  • the light sources of the different recesses are preferably electrically contacted independently of one another by their own electrical lines, so that they can be operated independently of one another, in particular can be switched on and off independently of one another.
  • the light source according to the invention is used as a reading light for the vehicle occupants. If a plurality of recesses with light sources are present, these are preferably arranged on the roof window and distributed over the roof window in such a way that a reading light is assigned to each vehicle occupant, for example the driver, the front passenger and two or three passengers in the back seat of the vehicle.
  • the light source assigned to the respective occupant is arranged in an area of the roof pane, which is positioned above his seat when the roof pane is installed.
  • the recess with the light source (or all recesses with light sources if a plurality of them are present) is preferably arranged in a transparent viewing area of the vehicle roof window.
  • this transparent see-through area is typically surrounded in a frame-like manner by an opaque masking area.
  • a masking area refers to an area of the roof pane through which a view is not possible.
  • the light transmission of the masking area is preferably essentially 0%.
  • a see-through area refers to an area of the roof pane that allows a view and therefore has a certain transparency or at least translucency.
  • the light transmission of the see-through area is preferably at least 5%, particularly preferably at least 10%.
  • the desired transmittance can be achieved in particular by tinting the outer pane, the inner pane and/or the intermediate layer.
  • Light transmission refers in particular to the overall transmission that is used for characterization in the vehicle sector, determined by the procedure for testing the light transmission of motor vehicle windows specified by ECE-R 43, Annex 3, ⁇ 9.1.
  • the masking area is arranged in a peripheral edge area of the roof pane. The masking area is primarily used to protect the adhesive used to bond the roof pane to the vehicle body from UV radiation. In addition, any electrical connections in the masking area can be concealed.
  • the masking area is usually formed by an opaque, in particular black, print (covering print), in particular on the interior-side surface of the outer pane and/or the interior-side surface of the inner pane.
  • the cover print typically consists of a screen-printed and then baked enamel containing glass frits and colorants (especially pigments).
  • the pigment is typically a black pigment, for example carbon black, aniline black, bone black, iron oxide black, spinel black and/or graphite.
  • the cover print preferably has a thickness of 5 pm to 50 pm, particularly preferably 8 pm to 25 pm.
  • the masking area can also be replaced by an opaque one Section of the thermoplastic intermediate layer are formed, for example by using heavily tinted or printed polymeric films.
  • the passage through the inner pane preferably has round, in particular circular, base surfaces in the plane of the interior and exterior surfaces of the inner pane. Overall, it then has the shape of a cylinder (in particular a circular cylinder) with a constant cross-sectional area or the shape of a truncated cone (cone shape) with a continuously changing cross-sectional area.
  • the implementation is limited by a surrounding edge surface. The edge surface forms the lateral surface of said cylinder or truncated cone, while the base surfaces are provided by the inlet and outlet openings of the bushing in the outside surface and the inside surface of the inner pane.
  • the passage through the inner pane is preferably created by laser drilling.
  • the optical element serves to shape the light beam emanating from the light source and is designed suitably for this purpose.
  • the optical element is typically a lens.
  • the light radiation emanating from the light source which can be treated approximately as a point source, is bundled by the optical element so that it is concentrated on the intended steel area.
  • the optical element is designed as a Fresnel lens (in particular in the manner of a headlight lens) or as a TIR lens (TIR: total internal reflection).
  • Fresnel lenses focus the light emitted from the light source in the direction of the optical axis.
  • TIR lenses consist of a core material and a surrounding cladding material. The core material has a higher refractive index than the cladding material.
  • the light beam is then totally reflected at the transition between the core and cladding material and remains within the TIR lens, which acts as an optical waveguide.
  • the TIR lens also serves to focus or collimate the light radiation in the direction of the optical axis (that is, to direct the light beam parallel and allow it to emerge).
  • the optical element is preferably made of a transparent polymer.
  • a transparent polymer optical element is inexpensive and has a low weight. Since there are typically not particularly high demands on the optical quality of the optical element, these can be met with polymer optical elements. If the optical element is transparent, it is advantageously inconspicuous and only slightly impairs the view through the roof pane.
  • Said transparent polymer is preferably polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate (PMMA) or polyethylene terephthalate (PET).
  • the optical element can also be made of glass, for example.
  • the optical element is preferably inserted into the recess in a non-destructive, detachable manner, in particular clamped or snapped into place in the feedthrough through the inner pane and thereby stably fixed in the recess according to the invention.
  • the light source is preferably a light-emitting diode (LED, light-emitting diode).
  • the electroluminescent material of the light-emitting diode can be, for example, an inorganic semiconductor or an organic semiconductor. In the latter case one also speaks of an organic light emitting diode (OLED, organic light emitting diode).
  • the light source is connected to the electrical lines in an electrically conductive manner, for example via a solder mass or an electrically conductive adhesive.
  • the solder mass or adhesive also mechanically fixes the light source in the roof pane, which is sufficient due to the typically low weight of the light source.
  • the light source can be mechanically fixed by additional measures, for example an additional adhesive or clamping or latching devices.
  • the light source and the optical element can be combined into a single component, for example by fixing the LED in a polymer socket which also contains the optical element.
  • the optical element can be formed in one piece with the socket or can also be fixed in the socket.
  • the edge surface of the feedthrough is exposed by the inner pane. So it is not covered by another element.
  • the optical element has direct contact with the edge surface of the bushing and is in particular inserted directly into the bushing.
  • the connection between the bushing and the optical element can preferably be detached in a non-destructive manner; the optical element is in particular clamped directly into the bushing.
  • the optical element can be equipped on the side with flexible, elastically deformable locking lugs, which are pressed together for insertion and then spread so that they rest non-positively on the edge surface of the bushing and fix the optical element in the bushing.
  • the feedthrough through the inner pane is conical, i.e.
  • the opening of the feedthrough in the outside surface is therefore larger Surface as the opening of the bushing in the interior surface.
  • the cross-sectional area of the bushing becomes, in particular, continuously smaller starting from the outside surface of the inner pane in the direction of the inside surface of the inner pane. This has the advantage that the clamped optical element is fixed even more stably in the feedthrough. Alternatively, it is also possible to fix the optical element in the feedthrough, for example using an adhesive.
  • the feedthrough through the inner pane is provided with a socket.
  • the socket covers the circumferential edge surface of the bushing and, based on this, can also extend to a surrounding area of the outside and/or inside surface of the inner pane.
  • the socket in turn has a passage or recess into which the optical element is inserted, preferably detachable in a non-destructive manner, in particular screwed on, clamped or snapped in, alternatively, for example, glued or welded on.
  • connection between the optical element and the socket by means of clamps or snaps, because on the one hand these connections can be released without destruction and on the other hand they can be released very quickly and easily (in contrast, for example, to a screw connection).
  • the optical element can be equipped on the side with flexible, elastically deformable locking lugs, which are pressed together for insertion and then spread and thereby fix the optical element in the bushing or recess of the socket.
  • the connection can be non-positive, with the locking lugs resting on the edge surface of the socket bushing.
  • the passage or recess of the socket is preferably conical, i.e.
  • connection can be positive if the edge surface of the feedthrough or recess of the socket is designed with complementary locking openings into which the locking lugs of the optical element lock.
  • edge surface with latching lugs and the optical element is designed with complementary latching openings or with latching lugs of the socket closing over the optical element.
  • the socket can only be used to attach the optical element.
  • the light source can also be inserted into the socket.
  • the socket preferably has electrical contact surfaces that are suitable for supplying the light source used with an electrical voltage.
  • the socket further preferably has electrical connecting lines between said contact surfaces and electrical connection surfaces.
  • the connection surfaces are in contact with the electrical lines according to the invention in order to supply the contact surfaces with voltage.
  • the socket is preferably not provided with a feedthrough, but rather with a bag-like recess (recess in the manner of a blind hole), which extends from the interior surface of the inner pane to a bottom surface.
  • the said electrical contact surfaces are preferably arranged in this floor area.
  • the light source can simply be plugged or snapped into the socket if it is suitably designed, and/or connected to the contact surfaces via a solder or an electrically conductive adhesive.
  • the frame is preferably made of a polymer, particularly preferably of a transparent polymer.
  • Suitable transparent polymers are, for example, polycarbonate (PC), PMMA, PET or polyamide.
  • optical element is preferred
  • the optical element or the socket is equipped with (in particular flexible, elastically deformable) locking lugs. If the optical element is equipped with locking lugs, these have direct contact with the edge surface of the bushing (if the optical element is clamped into the bushing in a force-fitting manner) or direct contact with the edge surface of a recess in the socket (if the optical element is clamped in a force-fitting manner in the socket). ) or are in complementary locking openings locked into the socket (if the optical element is positively locked into the socket). If the frame is equipped with locking lugs, these are locked into complementary locking openings of the optical element (even then the optical element is positively locked to the socket).
  • the electrical lines according to the invention are formed from a transparent, electrically conductive coating.
  • a coating is considered transparent if it has an average transmission in the visible spectral range of at least 70%, preferably at least 80%, and thereby does not significantly restrict the visibility through the vehicle window. This has the advantage that they are inconspicuous and do not significantly restrict the view through the roof pane.
  • coatings that are already present can be used for this purpose in order to provide the roof pane with additional functions, for example sun protection coatings or emissivity-reducing coatings (so-called LowE coatings).
  • coatings can also be used that are intended specifically for the purpose of electrically contacting the light source and do not fulfill any other function.
  • the depth of the recess depends on where (in which plane) the coating is arranged in the composite pane. If the light source is to be connected directly to the coating, the recess extends from the interior surface of the inner pane to the electrically conductive coating, so that an area of the coating is exposed in the recess and can be connected to the light source. Connection surfaces can be provided for connection to the light source, which are provided, for example, with an additional print containing silver.
  • the coating can be a large-area coating in which the electrical lines are created by insulation lines. This is particularly suitable if the coating fulfills another function, for example an IR-reflecting function.
  • the insulation lines are linear coating-free areas that electrically isolate the lines from the surrounding coating. They can be formed in the coating, for example, by laser ablation. On the other hand, if the coating only serves to electrically contact the light source, it is also possible for the coating to be present exclusively in the area of the lines. The coating is then formed into the lines as a whole, which can be achieved, for example, using masking techniques during the coating process.
  • each light source is assigned two electrical lines, each line connecting the light source to one of the two poles of a voltage source.
  • the lines run from the light source to a section of the edge area of the roof pane, where they are connected, for example, to flat conductors, which are connected directly or indirectly to the voltage source via further cables.
  • the lines are made of a transparent, electrically conductive coating on the surface of the outer pane facing the intermediate layer, i.e. the interior side.
  • the coating is preferably a sun protection coating which has at least one IR-reflecting layer based on a metal (in particular silver).
  • the metallic layer which is typically susceptible to corrosion, is protected inside the composite pane.
  • the recess extends through the entire intermediate layer, so that the connection area of the coating is exposed in the recess.
  • the recess is a passage through the entire inner pane and the entire intermediate layer.
  • the light source is preferably connected directly to the electrical lines, the optical element is either inserted directly into the feedthrough of the inner pane or into a socket in this feedthrough, as described above.
  • a socket it is also possible for a socket to be inserted into the recess, which has contact surfaces for the light source, as described above.
  • the socket preferably extends to the electrically conductive coating, so that connection surfaces in the surface of the base of the socket, which faces the outer pane, are in contact with the lines and the contact surfaces in the surface of the base of the socket, which are the Facing the inner pane, it is in contact with the light source.
  • the lines are formed from a transparent, electrically conductive coating on one of the surfaces of the inner pane.
  • This can be a coating on the surface of the inner pane facing the intermediate layer, i.e. the outside surface.
  • the coating is preferably a sun protection coating, which has at least one IR-reflecting Layer based on a metal (especially silver).
  • the metallic layer which is typically susceptible to corrosion, is protected inside the composite pane.
  • it can also be a coating on the surface of the inner pane facing away from the intermediate layer, i.e. on the interior side.
  • the coating is preferably an emissivity-reducing coating which has at least one IR-reflecting layer based on a transparent, electrically conductive oxide (TCO, transparent conductive oxide), in particular indium tin oxide (ITO, indium tin oxide).
  • TCO transparent, electrically conductive oxide
  • ITO indium tin oxide
  • the recess is preferably formed by a feedthrough exclusively through the inner pane, and therefore does not extend into the intermediate layer. This configuration is particularly advantageous if the feedthrough through the inner pane is provided with a socket that also contains contact surfaces for the light source, as described above. The connection surfaces of the socket are then preferably in contact with the coating, and the electrical current is fed to the contact surfaces via the connecting lines integrated into the socket.
  • the lines are formed from a transparent, electrically conductive coating on a carrier film within the intermediate layer.
  • the coating is preferably a sun protection coating which has at least one IR-reflecting layer based on a metal (in particular silver).
  • the metallic layer which is typically susceptible to corrosion, is protected inside the composite pane.
  • the coating only serves for the electrical connection of the light source and does not fulfill any sun protection function, then the carrier film can be made correspondingly smaller - it is then only present in the cable area, while the majority of the roof pane is not provided with the carrier film.
  • the coating preferably comprises at least one layer based on a metal (in particular silver), which is advantageous due to the high electrical conductivity.
  • the intermediate layer comprises, in an advantageous variant, at least a first thermoplastic layer and a second thermoplastic layer.
  • the thermoplastic layers are arranged flat one above the other, with the first thermoplastic layer having direct contact with the inner pane.
  • the second thermoplastic layer is arranged closer to the outer pane. You can have direct contact to the outer pane, but further thermoplastic layers can also be arranged between the second thermoplastic layer and the outer pane.
  • Said carrier film with the conductive coating is arranged between the first thermoplastic layer and the second thermoplastic layer, the surface of the carrier film which carries the coating facing the first thermoplastic layer and the inner pane.
  • the carrier film is arranged in an area of the vehicle roof window that contains the recess - the carrier film therefore overlaps the recess and preferably extends to the side edge of the roof window.
  • the recess extends through the entire first thermoplastic layer, so that the connection area of the coating is exposed in the recess.
  • the recess is a passage through the entire inner pane and the entire first thermoplastic layer adjacent to the inner pane.
  • the light source is preferably connected directly to the electrical lines, the optical element is either inserted directly into the feedthrough of the inner pane or into a socket in this feedthrough, as described above. However, it is also possible for a socket to be inserted into the recess, which has contact surfaces for the light source, as described above.
  • the socket preferably extends to the electrically conductive coating, so that connection surfaces in the surface of the base of the socket, which face the outer pane and the carrier film, are in contact with the lines and the contact surfaces in the surface of the bottom of the socket , which faces the inner pane, is in contact with the light source.
  • thermoplastic layers can also be present between the carrier film and the second thermoplastic layer.
  • the recess extends through all thermoplastic layers between the inner pane and the carrier film, so that the connection area of the coating is exposed in the recess.
  • the carrier film has direct contact with the inner pane or outer pane and is not inserted between two thermoplastic films of the intermediate layer.
  • the surface of the carrier film that carries the coating faces the inner pane.
  • the recess extends to the carrier film, so that the connection area of the coating is exposed in the recess. If the carrier film has contact with the inner pane, it preferably only extends through the inner pane. If the carrier film is in contact with the outer pane, it extends through the inner pane and the entire intermediate layer.
  • the light source is preferably connected directly to the electrical lines, the optical element is either inserted directly into the feedthrough of the inner pane or into a socket in this feedthrough, as described above.
  • the socket preferably extends to the electrically conductive coating, so that connection surfaces in the surface of the base of the socket, which face the outer pane and the carrier film, are in contact with the lines and the contact surfaces in the surface of the bottom of the socket , which faces the inner pane, is in contact with the light source.
  • Said carrier film is preferably based on or made from PET.
  • the proportion of PET is preferably more than 90% by weight, particularly preferably more than 95% by weight.
  • the carrier film preferably consists essentially of PET.
  • the carrier film preferably has a thickness of 20 pm to 200 pm, particularly preferably 25 pm to 150 pm.
  • thicker carrier films can also be used with thicknesses of, for example, up to 800 ⁇ m, especially if a thermoplastic layer, which is present in the rest of the pane, has been locally removed in the area of the carrier film.
  • the carrier film can then be made correspondingly thick in order to compensate for the thickness of the missing thermoplastic layer.
  • several films of the carrier film type can be placed on top of each other.
  • a sun protection coating is intended to reflect infrared components of solar radiation in order to reduce the heating of the vehicle interior.
  • the IR-reflecting effect relates in particular to the near infrared range, for example in the range from 800 nm to 1500 nm.
  • the sun protection coating is in particular a stack of thin layers, with the thickness of the individual layers being less than 1 pm.
  • the thin-film stack contains one or more IR-reflecting layers based on a metal, in particular silver, alternatively, for example, gold, aluminum or copper.
  • dielectric layers are typically present. Common dielectric layers of sun protection coatings include:
  • Anti-reflective layers that reduce the reflection of visible light and thus increase the transparency of the coated pane, for example based on silicon nitride, silicon-metal mixed nitrides such as silicon zirconium nitride, titanium oxide, aluminum nitride or tin oxide, with layer thicknesses of, for example, 10 nm to 100 nm;
  • Adaptation layers which improve the crystallinity of the electrically conductive layer, for example based on zinc oxide, with layer thicknesses of, for example, 3 nm to 20 nm;
  • Smoothing layers which improve the surface structure for the layers above, for example based on a non-crystalline oxide of tin, silicon, titanium, zirconium, hafnium, zinc, gallium and / or indium, in particular based on tin-zinc mixed oxide, with layer thicknesses of, for example 3nm to 20nm.
  • Emissivity-reducing coatings are also known as thermal radiation-reflecting coatings, low-emissivity coatings or low-emissivity coatings. Emissivity is the measure that indicates how much heat radiation the pane emits into an interior when installed compared to an ideal heat radiator (a black body). Emissivity-reducing coatings have the function of preventing the radiation of heat into the interior (IR components of solar radiation and in particular the thermal radiation of the pane itself) and also the radiation of heat from the interior. They have reflective properties against infrared radiation, especially against thermal radiation in the spectral range of 5 pm - 50 pm (see also standard DIN EN 12898:2019-06). This effectively improves the thermal comfort in the interior.
  • the emissivity-reducing coatings can at least partially reflect the heat radiation emitted by the entire pane towards the interior. When outside temperatures are low, they can reflect the heat radiation emitted from the interior and thus reduce the effect of the cold pane as a heat sink.
  • the emissivity-reducing coating is in particular a stack of thin layers, the thickness of the individual layers being less than 1 pm.
  • the thin-film stack contains one (optionally several) IR-reflecting layers, preferably based on an electrically conductive oxide (TCO), in particular based on indium tin oxide (ITO), alternatively, for example, based on indium-zinc mixed oxide (IZO), gallium-doped tin oxide (GZO), fluorine-doped tin oxide (SnO2:F) or antimony-doped tin oxide (SnO 2 :Sb).
  • TCO electrically conductive oxide
  • ITO indium tin oxide
  • IZO indium-zinc mixed oxide
  • GZO gallium-doped tin oxide
  • SnO2:F fluorine-doped tin oxide
  • SnO 2 :Sb antimony-doped tin oxide
  • dielectric layers are typically present.
  • Common dielectric layers of the emissivity-reducing coating are, for example:
  • Anti-reflection layers which have a lower refractive index than the TCO layer and are arranged below and above it in order to increase the transmission through the pane and reduce the reflectivity, for example based on silicon oxide, with layer thicknesses of, for example, 10 nm to 100 nm;
  • Barrier layers above the TCO layer which are used to regulate oxygen diffusion during a temperature treatment of the roof pane (for example as part of a bending process), for example based on silicon nitride or silicon carbide, with layer thicknesses of, for example, 5 nm to 30 nm;
  • Blocker layers below the TCO layer which are intended to prevent alkali diffusion from the inner pane into the TCO layer, for example based on silicon nitride or aluminum nitride, with layer thicknesses of, for example, 10 nm to 50 nm.
  • the transparent coating from which the lines are formed fulfills a further function, for example a sun protection function or an emissivity-reducing function, it preferably covers the entire viewing area of the vehicle roof window, with the exception of the insulation lines for forming the electrical lines and optionally other local ones Areas that act as communication, sensor or camera windows to ensure the transmission of electromagnetic radiation through the roof pane. If the transparent coating does not fulfill such a function, the coating is preferably essentially limited to the areas of the lines, while the majority of the transparent area is not provided with the coating.
  • the electrical lines do not necessarily have to be made of a transparent coating.
  • Metallic wires for example made of copper or tungsten
  • Such printed lines are common in the vehicle sector, for example as heating conductors on the rear window. They are typically applied using a screen printing process and then baked. They typically contain glass frits, which ensure a stable connection to the pane surface, and metallic particles (especially silver particles), which provide electrical conductivity.
  • Such wires or printed lines are not transparent, so they are visually more noticeable, but this is sometimes acceptable due to their small width.
  • the electrical lines are dimensioned such that they also form a series resistor for the light source.
  • the light source is a light-emitting diode - the series resistor serves to limit the current in order to avoid destroying the light-emitting diode.
  • the series resistor which is formed in one piece with the lines, is connected in series with the light source and limits the electrical voltage or the electrical current to non-critical values.
  • the series resistor can be formed or adjusted by appropriately dimensioning the electrical lines. This is particularly easy if the lines are made of a transparent coating.
  • the series resistor can then be formed or adjusted by the design of the insulation lines, which isolate the electrical lines from the surrounding coating.
  • the vehicle roof window contains a capacitive button which is assigned to the light source and is used to switch the light source on and off. If the roof pane comprises a plurality of recesses with light sources, each light source is preferably assigned its own button so that the light sources can be operated independently of one another.
  • the button is preferably arranged around the associated recess or near it, for example at a maximum distance of 10 cm.
  • the capacitive button is an area of the roof window that triggers a switching process when an operator's finger touches or approaches it.
  • the area in question is provided with at least one surface electrode. Via an external one
  • the capacitance of the surface electrode is measured by the control electronics.
  • the capacitance of the surface electrode changes relative to ground when a grounded body comes near it or, for example, touches an insulator layer above the surface electrode.
  • the change in capacitance is measured by the control electronics and a switching signal is triggered when a threshold value is exceeded.
  • the button is determined by the shape and size of the surface electrode.
  • said area is provided with two surface electrodes which are capacitively coupled to one another.
  • the electrodes can, for example, have spiral-like, comb-like or meander-like shapes.
  • the capacitance of the capacitor formed by the electrodes changes when a body approaches.
  • the change in capacitance is measured by the control electronics and a switching signal is triggered when a threshold value is exceeded.
  • the button is determined by the shape and size of the area in which the electrodes are capacitively coupled.
  • the button preferably has an area of 1 cm 2 to 20 cm 2 , particularly preferably of 2 cm 2 to 10 cm 2 .
  • the button may have the shape of an oval, an ellipse or a circle, a triangle, a rectangle, a square or some other type of rectangle or higher polygon.
  • the electrical lines for the light source(s) and the capacitive button are formed from the same transparent, electrically conductive coating.
  • the at least one surface electrode of the button can also be isolated from the surrounding coating by insulation lines.
  • said coating can be a coating on the interior surface of the outer pane, a coating on a carrier film in the intermediate layer or a coating on the outside or interior surface of the inner pane.
  • the surface electrode(s) of the button on the one hand and the electrical lines for the light source(s) on the other hand may be formed from two different transparent coatings.
  • the electrical lines it is possible for the electrical lines to be made from a large-area sun protection coating or an emissivity-reducing coating, while for the surface electrodes
  • the button(s) coated carrier films are inserted into the corresponding area of the composite pane, or vice versa.
  • the surface electrodes of the buttons to be formed by a printed conductive paste, in particular screen printing paste with glass frits and silver particles, which are burned into a surface of the outer pane or the inner pane.
  • the outer pane and the inner pane are preferably made of glass, particularly preferably of soda-lime glass, as is common for window panes.
  • the panes can also be made from other types of glass, for example quartz glass, borosilicate glass or aluminosilicate glass.
  • the panes can be independently clear or tinted or colored.
  • the thickness of the outer pane and the inner pane can vary widely and can therefore be adapted to the requirements of each individual case.
  • the outer pane and the inner pane preferably have thicknesses of 0.5 mm to 5 mm, particularly preferably of 1 mm to 3 mm.
  • the vehicle roof pane is preferably curved in one or more directions of the room, as is common in the vehicle sector, with typical radii of curvature in the range from approximately 10 cm to approximately 40 m.
  • the intermediate layer preferably contains polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA), or polyurethane (PU).
  • the intermediate layer comprises one or more thermoplastic layers.
  • Each layer of the intermediate layer is preferably formed from a film, particularly preferably a film based on PVB, EVA or PU, in particular PVB. This means that the layer or film contains the majority of the material in question (proportion of greater than 50% by weight) and can also optionally contain other components, for example plasticizers, stabilizers, UV or IR absorbers.
  • the thickness of each thermoplastic layer is preferably from 0.2 mm to 2 mm, particularly preferably from 0.3 mm to 1 mm. For example, films with standard thicknesses of 0.38 mm or 0.76 mm can be used.
  • the invention also includes a method for producing a vehicle roof pane, wherein
  • thermoplastic layer (i) an outer pane, an inner pane and at least one thermoplastic layer are provided, (ii) a feedthrough is created through the inner pane and optionally through the thermoplastic layer,
  • the outer pane, the at least one thermoplastic layer and the inner pane are arranged in the specified order to form a layer stack, the passage of the inner pane, possibly together with the passage of the at least one thermoplastic layer, forming a recess (A),
  • the layer stack is laminated to form a composite pane, with a thermoplastic intermediate layer being produced from the at least one thermoplastic layer,
  • a light source is inserted into the recess in such a way that its beam direction faces away from the outer pane, and the light source is connected to electrical lines which are present on a surface of the outer pane or the inner pane or within the intermediate layer,
  • an optical element is inserted into the recess in the beam path of the light source.
  • the implementation in method step (ii) is introduced into the inner pane by laser drilling.
  • This means implementation can be implemented in any form with high precision.
  • Laser-drilled bushings can also be distinguished from mechanically drilled bushings on the finished product, in particular in that they typically do not have any edge grinding and are of good quality without scalloping or other damage to the edge surface, as well as by the characteristic tensile and compressive stresses in the glass.
  • the outer pane and the inner pane are bent by subjecting them to a bending process before being arranged into the layer stack.
  • the disks are softened by heating so that they become plastically formable and then shaped by methods known per se, for example gravity bending, press bending and/or suction bending. Typical temperatures for glass bending processes are, for example, from 500°C to 700°C.
  • the disks can be made into a cylindrical or spherical curved shape.
  • the feedthrough is preferably created in the already bent inner pane (the inner pane and the outer pane in Process step (i) is therefore provided as curved disks), in particular by laser drilling. Laser drilling is more applicable to curved glass panels than mechanical drilling, which can lead to glass breakage due to the stresses created in the glass during the bending process.
  • the outer pane and the inner pane are preferably bent simultaneously, with the outer pane and the inner pane lying congruently on top of one another. Then their shape is optimally matched to one another, so that the composite pane produced from them is of high quality.
  • the bushing should not yet be in place because the bushing allows air to get between the glass panes and they do not remain in contact with each other. Therefore, the drilling of the bushing is preferably carried out after bending, in particular by laser drilling.
  • laser drilling is carried out with a laser that emits pulsed radiation in the green spectral range, in particular in the spectral range from 500 nm to 550 nm.
  • the pulse lengths are preferably in the nanosecond range.
  • the focused laser radiation is moved along the intended edge surface of the feedthrough, for example spirally. Once the entire edge surface has been worked out, the glass material circumscribed by the laser can be removed or falls out of the passage that has now been created due to gravity.
  • Suitable lasers are, for example, Nd:YAG lasers or Yb:YAG lasers.
  • the bushing through the inner pane is to be provided with a socket that covers the edge surface, this is preferably done after drilling the bushing and before arranging it into the layer stack.
  • the socket can be produced, for example, by injection molding, whereby it is either injected directly onto the inner pane or is subsequently attached, for example glued on.
  • thermoplastic layer In method step (iii), the passage of the inner pane and the passage of the at least one thermoplastic layer, if present, are arranged in alignment so that they together form the recess. If there are several thermoplastic layers, only one of which is provided with a feedthrough, this is of course arranged in the layer stack in direct contact with the inner pane. There are several thermoplastic layers, some of which have a feedthrough are, while others have no feedthrough, the layers with feedthrough are of course arranged in direct contact with one another and overall directly adjacent to the inner pane in the layer stack.
  • the electrical lines are provided before the disks and layers are arranged into the layer stack. If the lines are to be formed from a transparent coating on one of the panes, the corresponding surface of the pane is previously coated, for example by physical vapor deposition (PVD), particularly preferably by cathode sputtering (“sputtering”), very particularly preferably by magnetic field-assisted cathode sputtering (“ Magnetron sputtering”), or by other thin film methods, for example by chemical vapor deposition (CVD), in particular plasma-assisted chemical vapor deposition (PECVD), by vapor deposition or by atomic layer deposition (ALD).
  • PVD physical vapor deposition
  • CVD chemical vapor deposition
  • PECVD plasma-assisted chemical vapor deposition
  • ALD atomic layer deposition
  • this carrier film is arranged between two thermoplastic layers in the layer stack.
  • lines can be printed and burned onto a surface of one of the panes, for example by screen printing with a printing paste containing glass frits and silver particles, or can be created by inserting wires into the intermediate layer.
  • the method is particularly preferably carried out in the following order:
  • the method is particularly preferably carried out in the following order:
  • the socket is preferably designed, as described above, with contact surfaces for the light source, with connection surfaces for the lines and with integrated connecting lines, which connect the contact surfaces with the connection surfaces.
  • the electrical lines and the button are formed from the same coating.
  • the lines it is also possible for only the lines to be formed from the coating, while the button is created by an inserted carrier film between two thermoplastic layers, or vice versa.
  • the method is particularly preferably carried out in the following order: 1. Bending the outer pane and the inner pane and providing at least a first and a second thermoplastic layer
  • the lines for the light source on the one hand and the surface electrodes and lines of the button on the other hand can be provided on the same carrier film or on two different carrier films.
  • the layer stack is laminated into the composite pane in process step (iv).
  • known processes can be used, for example autoclave processes, vacuum bag processes, vacuum ring processes, calender processes, vacuum laminators or combinations thereof.
  • the panes are usually connected via the intermediate layer under the influence of heat, vacuum and/or pressure.
  • process steps (v) and (vi) are carried out in the order given - that is, the light source is inserted first and then the optical element. If the light source and optical element are combined into a single component, for example through a socket, they can be used simultaneously.
  • connection of the light source to the lines in method step (v) is preferably carried out by soldering, in particular ultrasonic soldering, or by an electrically conductive adhesive.
  • the connecting material solder or adhesive
  • the connecting material is applied to the contact surfaces of the light source or the contact surfaces of the lines before process step (v).
  • the invention also includes the use of a vehicle roof window according to the invention in a vehicle, preferably a motor vehicle, in particular a passenger car.
  • the light source is preferred as a reading light.
  • FIG. 1 is a top view of an embodiment of the vehicle roof window according to the invention.
  • FIG. 2 shows a cross section along XX' through the vehicle roof pane from FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a top view of a section of the vehicle roof window from FIG. 1 with a recess A, but without the light source 4 and the optical element 5,
  • FIG. 4 shows a cross section along XX' through a further embodiment of the vehicle roof pane according to the invention
  • Fig. 5 shows a cross section along XX' through a further embodiment of the vehicle roof pane according to the invention.
  • FIG 1, Figure 2 and Figure 3 each show a detail of an embodiment of the vehicle roof pane according to the invention.
  • the vehicle roof pane is a composite pane consisting of an outer pane 1 and an inner pane 2, which are connected to one another via a thermoplastic intermediate layer 3.
  • the outer pane 1 and the inner pane 2 consist, for example, of soda-lime glass and have a thickness of, for example, 2.1 mm.
  • the intermediate layer is made of a film based on PVB with a thickness of, for example, 0.76 mm.
  • the vehicle roof window has an opaque masking area, which is realized, for example, by a black masking print 10 on the interior surface of the outer window 1 facing the intermediate layer 3.
  • the outer pane 1 faces the external environment
  • the inner pane 2 faces the vehicle interior.
  • the interior surface of the outer pane 1 facing the intermediate layer 3 is also provided with a transparent, electrically conductive coating 8.
  • the coating 8 is intended, for example, as a sun protection coating and comprises one or more thin silver layers and dielectric layers.
  • the vehicle roof window has four recesses A. Each recess A is a passage through the inner pane 2 and the intermediate layer 3. The conductive coating 8 is therefore exposed in the recess A.
  • a light source 4 is inserted into the recess A.
  • the light source 4 is a light-emitting diode (LED), whose electrical contact surface is in direct contact with the coating 8.
  • the contact surfaces are connected to electrical lines 6.1, 6.2, for example via a solder mass or an electrically conductive adhesive, which are formed by insulation lines from the coating 8.
  • the lines 6.1, 6.2 are used to connect the light source 4 to the plus and minus poles of a voltage source, in particular the vehicle's on-board electrical system.
  • the lines 6.1, 6.2 run from the light source 4 to the edge area of the vehicle roof window, where they are contacted, for example, with ribbon conductors, via which the connection to the voltage source is established.
  • the lines 6.1, 6.2 can have contact surfaces (not shown) within the recess A, which are formed, for example, by a silver-containing screen print on the coating 8.
  • the light source 4 is directed towards the interior of the vehicle.
  • An optical element 5 is arranged in the beam path of the light source 4 and is also inserted into the recess A.
  • the optical element 5 serves to shape the beam of the light from the light source 4 and is designed, for example, as a Fresnel lens or TIR lens made of transparent polycarbonate.
  • the optical element 5 is clamped directly into the passage through the inner pane 2.
  • This feedthrough is conical and tapers from the outside surface facing the intermediate layer 3 to the interior surface of the inner pane 2 facing away from the intermediate layer 3.
  • the optical element has laterally arranged, elastic locking lugs, which are directly on the edge surface of the feedthrough and create a frictional connection to it.
  • the conical design of the bushing makes the connection even more stable.
  • the optical element 5 is thereby stably fixed in the recess A.
  • a total of four of the recesses A with light sources 4 and optical elements 5 are present.
  • the light sources 4 are distributed over the roof pane in such a way that each Light source 4 is assigned to one of the vehicle occupants (driver, front passenger, back seat on the right, back seat on the left) and is arranged above his seat.
  • the light sources 4 serve, for example, as reading lights for the vehicle occupants.
  • the electrical lines 6.1, 6.2 and the optical element 5 are transparent, the integration of the reading lights is visually inconspicuous.
  • the optical element 5 and the light source 4 can be easily removed via the interior surface of the inner pane 2 facing away from the intermediate layer 3, for example for maintenance, repair or replacement purposes.
  • the locking lugs of the optical element can be pressed together with a tool in order to remove the optical element 5.
  • Each light source 4 is assigned a capacitive button 9, which is arranged in its vicinity. Using the buttons 9, the operators can switch the light sources 4 on and off independently of one another, so that each vehicle occupant can operate their reading light independently of the others.
  • the button 9 is also made of the coating 8.
  • a first surface electrode 9.1 and a second surface electrode 9.2 are realized in the coating 8 by insulation lines, as are lines 9.3, 9.4, which each run from a surface electrode 9.1, 9.2 to the edge region of the roof pane, where they are electrically contacted, for example, with flat conductors and connected to a control unit to become.
  • the surface electrodes 9.1, 9.2 are capacitively coupled and register the approach of a finger as a result of a change in capacitance caused thereby. This is registered by the control unit, which triggers a switching process to switch the light source 4 on or off.
  • the lines 6.1, 6.2 for the light source 4 and the button 9 can alternatively also be formed from two different coatings.
  • the lines for the light source 4 can be formed from the coating 8 on the interior surface of the outer pane 1 and the surface electrodes 9.1, 9.2 and the lines 9.3, 9.4 can be provided on a carrier film between two thermoplastic layers of the intermediate layer 3.
  • Figure 4 shows a cross section through a further embodiment of the vehicle roof pane according to the invention.
  • the outer pane 1 and the inner pane 2 are designed as in the embodiment of Figures 1-3.
  • the intermediate layer 3 comprises two thermoplastic ones Layers 3.1, 3.2, which are each formed, for example, from a film based on PVB with a thickness of, for example, 0.38 mm and are arranged flatly one above the other.
  • a carrier film 3c is inserted locally between the thermoplastic layers 3.1, 3.2 and is provided with a transparent, electrically conductive coating 8, for example containing silver, on the surface facing the inner pane 2.
  • the carrier film 3c extends from the edge area of the roof pane to below the recess A.
  • the recess A is formed here from a passage through the inner pane 2 and a passage through the first thermoplastic layer 3a in contact with it.
  • the coating 8 on the carrier film 3c is exposed in the recess A.
  • the coating 8 forms the electrical lines 6.1, 6.2 for connecting the light source 4.
  • the carrier film 3c is designed, for example, in a strip-like manner, with the outer boundaries of the entirety of the lines 6.1, 6.2 from Figure 3 also forming the outer boundaries of the carrier film 3c.
  • the two lines 6.1, 6.2 can then be separated from each other by an insulation line in the coating 8.
  • a further carrier film can be inserted, from the coating of which the surface electrodes 9.1, 9.2 are formed.
  • the light source 4 and the optical element 5 are in turn inserted into the recess.
  • the light source 4 is connected to the lines 6.1, 6.2 of the carrier film 3c.
  • the optical element 5 is clamped directly into the passage of the inner pane 2 by means of lateral locking lugs, which is conical for this purpose.
  • FIG 5 shows a cross section through a further embodiment of the vehicle roof pane according to the invention.
  • the outer pane 1 and the inner pane 2 are designed as in the embodiment of Figures 1 -3.
  • the intermediate layer 3 is again formed from a single film based on PVB with a thickness of 0.76 mm. However, the intermediate layer 3 does not have a feedthrough here.
  • the recess 4 is only formed by a passage through the inner pane 2.
  • a socket 7 is inserted into the recess 4, which covers the edge surface of the feedthrough through the inner pane 2 and is located on a Surrounding area of the interior surface of the inner pane 2 facing away from the intermediate layer 3 extends.
  • the socket 7 is made of transparent polycarbonate, for example.
  • the interior surface of the inner pane 2 facing away from the intermediate layer 3 is provided with a transparent, electrically conductive coating 8.
  • the coating 8 is, for example, an emissivity-reducing coating that comprises a thin layer based on ITO and dielectric layers.
  • the coating 8 is corrosion-resistant so that it can be used on the exposed surface of the inner pane 2.
  • two electrical lines 6.1, 6.2 are formed by insulation lines, which serve to contact the light source 4 and which are each in contact with an electrical connection surface in the section of the socket 7, which extends onto the interior surface of the inner pane 2.
  • the socket 7 is provided with a bag-like recess which is open to the interior surface of the inner pane 2.
  • the light source 4 is inserted into this recess and is in contact with the contact surface on the bottom surface of the socket 7.
  • the contact and connection surfaces of the socket 7 are connected to one another via electrical conductors, which run, for example, as wires inside the socket 7, so that an electrical connection between the electrical lines 6.1, 6.2 and the light source 4 is established via the socket 7.
  • the optical element 5 is also inserted into the recess of the socket 7 and locked there.
  • the optical element 5 can again be designed with locking lugs which engage in complementary openings in the socket 7, or the socket 7 can be equipped with locking lugs which close over the optical element 5.
  • the button 8 can also be formed by insulation lines from the coating 8.
  • a multilayer structure of the intermediate layer 3 can be selected as in Figure 4, with the surface electrodes 9.1, 9.2 being provided on an inserted carrier film 3c.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arrangements Of Lighting Devices For Vehicle Interiors, Mounting And Supporting Thereof, Circuits Therefore (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeug-Dachscheibe, umfassend eine Außenscheibe (1) und eine Innenscheibe (2), die über eine thermoplastische Zwischenschicht (3) miteinander verbunden sind, welche mindestens eine Ausnehmung (A) aufweist, die mindestens durch eine Durchführung durch die Innenscheibe (2) gebildet ist und sich davon ausgehend optional in die oder durch die Zwischenschicht (3) erstreckt, wobei in die Ausnehmung (A) eine Lichtquelle (4) und ein optisches Element (5) derart eingesetzt sind, dass die Lichtquelle (4) einen geringeren Abstand zur Außenscheibe (1) aufweist als das optische Element (5) und die Lichtquelle (4) auf das optische Element (5) gerichtet ist, und wobei die Fahrzeug-Dachscheibe außerdem mit elektrischen Leitungen (6.1, 6.2) ausgestattet ist, welche mit der Lichtquelle (4) verbunden sind.

Description

Fahrzeug-Dachscheibe mit integrierter Lichtquelle
Die Erfindung betrifft eine Fahrzeug-Dachscheibe mit einer integrierten Lichtquelle, die insbesondere als Leselicht vorgesehen ist. Die Erfindung betrifft außerdem die Herstellung und Verwendung der Fahrzeug-Dachscheibe.
Viele Fahrzeuge sind im Bereich des Dachs mit in den Innenraum gerichteten Lichtquellen ausgestattet. Die Lichtquellen können beispielsweise als Leselichter für die Fahrzeug- Insassen dienen, wobei bevorzugt jedem Fahrzeug-Insassen eine eigene Lichtquelle zugeordnet ist, die unabhängig von den anderen bedienbar ist. Wenn das Fahrzeug mit einer Dachscheibe ausgestattet ist, stellt die Positionierung der Lichtquellen mitunter ein Problem dar. Diese können seitlich der Dachscheibe in den Dachhimmel integriert sein. Um eine günstigere Positionierung und eine ansprechende Ästhetik zu erreichen, kann es jedoch wünschenswert sein, die Lichtquellen direkt in die Fahrzeug-Dachscheibe zu integrieren.
WO2019105855 offenbart eine Verbundscheibe mit einer Ausnehmung zur Integration elektronischer Bauteile, wobei die Ausnehmung eine lasergebohrte Durchführung durch die Innenscheibe umfasst. WO2017029384, W02018/002707 und W02018002723 offenbaren Verbundscheiben mit kapazitiven Schaltflächen, die der Steuerung von integrierten Lichtquellen dienen.
WO2021025651 offenbart eine Scheibe mit einer emissivitätsmindernden Beschichtung, wobei aus der Beschichtung elektrische Leitungen für eine auf der Beschichtung angebrachte Lichtquelle ausgebildet sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fahrzeug-Dachscheibe mit mindestens einer integrierten Lichtquelle bereitzustellen. Die Fahrzeug-Dachscheibe soll ästhetisch ansprechend sein und einen einfachen Zugang zur Lichtquelle zu Wartungs- oder Austauschzwecken gewährleisten. Sind mehrere Lichtquellen vorhanden, so sollen sie bevorzugt unabhängig voneinander und möglichst intuitiv bedienbar sein.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine Fahrzeug-Dachscheibe gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor. Die erfindungsgemäße Fahrzeug-Dachscheibe ist eine Verbundscheibe. Sie umfasst eine Außenscheibe und eine Innenscheibe, die über eine Zwischenschicht miteinander verbunden sind. Die Fahrzeug-Dachscheibe ist dafür vorgesehen, in einer Fensteröffnung, nämlich der Dachfensteröffnung eines Fahrzeugs, den Fahrzeug-Innenraum gegenüber der äußeren Umgebung abzutrennen. Mit Innenscheibe wird im Sinne der Erfindung die dem Innenraum zugewandte Scheibe bezeichnet. Mit Außenscheibe wird die der äußeren Umgebung zugewandte Scheibe bezeichnet. Die Außenscheibe und die Innenscheibe weisen jeweils eine außenseitige und eine innenraumseitige Oberfläche auf und eine dazwischen verlaufende, umlaufende Seitenkantenfläche. Mit außenseitiger Oberfläche wird im Sinne der Erfindung diejenige Hauptfläche bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage der äußeren Umgebung zugewandt zu sein. Mit innenraumseitiger Oberfläche wird im Sinne der Erfindung diejenige Hauptfläche bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage dem Innenraum zugewandt zu sein. Die innenraumseitige Oberfläche der Außenscheibe und die außenseitige Oberfläche der Innenscheibe sind einander zugewandt und durch die thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden.
Die Fahrzeug-Dachscheibe weist erfindungsgemäß mindestens eine Ausnehmung auf. Die Ausnehmung erstreckt sich ausgehend von der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe in die Verbundscheibe hinein. Die Ausnehmung ist mindestens durch eine Durchführung durch die Innenscheibe gebildet. Diese Durchführung kann auch als Loch in der Innenscheibe bezeichnet werden, sie erstreckt sich von der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe durch die gesamte Innenscheibe bis zur außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe. Die erfindungsgemäße Ausnehmung kann allein durch die Durchführung durch die Innenscheibe ausgebildet sein. Optional kann sie sich aber auch ausgehend von der Durchführung der Innenscheibe in die Zwischenschicht hinein erstrecken oder durch die gesamte Zwischenschicht hindurch erstrecken. Erstreckt sich die Ausnehmung in die Zwischenschicht hinein, so ist auch ein an die Innenscheibe angrenzender Abschnitt beziehungsweise eine an die Innenscheibe angrenzende Schicht der Zwischenschicht mit einer Ausnehmung versehen, welche innerhalb der Zwischenschicht nach Art einer Sackbohrung endet. Erstreckt sich die Ausnehmung durch die Zwischenschicht hindurch, so ist eine Durchführung durch die gesamte Zwischenschicht vorhanden - die Ausnehmung ist in diesem Fall eine Durchführung durch die Innenscheibe und die Zwischenschicht, welche sich erstreckt von der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe durch die gesamte Innenscheibe und die gesamte Zwischenschicht bis zur innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe.
In die Ausnehmung sind erfindungsgemäß eine Lichtquelle und ein optisches Element eingesetzt. Die Lichtquelle ist beim bestimmungsgemäßen Einsatz der Fahrzeug- Dachscheibe auf den Fahrzeug-Innenraum gerichtet. Die Lichtquelle weist dabei einen geringen Abstand zur Außenscheibe auf als das optische Element. Daraus ergibt sich, dass sie auf das optische Element gerichtet ist. Die Lichtquelle ist also derart angeordnet, dass ihre intendierte Abstrahlrichtung dem optischen Element, der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe und dem Fahrzeug-Innenraum zugewandt ist, so dass die Strahlung der Lichtquelle durch das optische Element hindurchtritt und aus der Verbundscheibe beziehungsweise der Ausnehmung über die innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe in Richtung des Fahrzeug-Innenraums austritt. Die elektrischen Kontakte der Lichtquelle sind bevorzugt auf der der Abstrahlrichtung gegenüberliegenden Seite der Lichtquelle angeordnet und der Außenscheibe zugewandt.
Die Fahrzeug-Dachscheibe ist erfindungsgemäß außerdem mit elektrischen Leitungen ausgestattet, welche mit der Lichtquelle elektrisch leitend verbunden sind. Die elektrischen Leitungen dienen der Spannungsversorgung der Lichtquelle. Sie sind elektrisch leitend an die Kontakte der Lichtquelle angeschlossen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Fahrzeug-Dachscheibe mit mehreren erfindungsgemäßen Ausnehmungen ausgestattet, wobei in jede Ausnehmung eine Lichtquelle und ein optisches Element auf die erfindungsgemäße Weise eingesetzt sind. Die Lichtquellen der verschiedenen Ausnehmungen sind bevorzugt unabhängig voneinander durch jeweils eigene elektrische Leitungen elektrisch kontaktiert, so dass sie unabhängig voneinander betrieben werden können, insbesondere unabhängig voneinander ein- und ausgeschaltet werden können.
Die erfindungsgemäße Lichtquelle wird in einer bevorzugten Ausführung als Leselicht für die Fahrzeug-Insassen eingesetzt. Ist eine Mehrzahl von Ausnehmungen mit Lichtquellen vorhanden, so sind diese bevorzugt derart auf der Dachscheibe angeordnet und über die Dachscheibe verteilt, dass jedem Fahrzeug-Insassen jeweils ein Leselicht zugeordnet ist, beispielsweise dem Fahrer, dem Beifahrer und zwei oder drei Mitfahrern auf der Rückbank des Fahrzeugs. Die dem jeweiligen Insassen zugeordnete Lichtquelle ist jeweils in einem Bereich der Dachscheibe angeordnet, der in Einbaulage der Dachscheibe oberhalb seines Sitzplatzes positioniert ist.
Die Ausnehmung mit der Lichtquelle (beziehungsweise sämtliche Ausnehmungen mit Lichtquellen, falls eine Mehrzahl davon vorhanden ist) ist bevorzugt in einem transparenten Durchsichtsbereich der Fahrzeug-Dachscheibe angeordnet. Bei Fahrzeug-Dachscheiben ist dieser transparente Durchsichtsbereich typischerweise rahmenartig von einem opaken Maskierungsbereich umgeben. Mit Maskierungsbereich wird im Sinne der Erfindung ein Bereich der Dachscheibe bezeichnet, durch den eine Durchsicht nicht möglich ist. Die Lichttransmission des Maskierungsbereichs beträgt bevorzugt im Wesentlichen 0%. Mit Durchsichtsbereich wird im Sinne der Erfindung ein Bereich der Dachscheibe bezeichnet, der eine Durchsicht ermöglicht und der daher eine gewisse Transparenz oder zumindest Transluzenz aufweist. Die Lichttransmission des Durchsichtsbereichs beträgt bevorzugt mindestens 5%, besonders bevorzugt mindestens 10%. Der gewünschte Transmissionsgrad kann insbesondere durch eine Tönung der Außenscheibe, der Innenscheibe und/oder der Zwischenschicht erreicht werden. Mit Lichttransmission ist insbesondere die im Fahrzeugbereich zur Charakterisierung übliche Gesamttransmission gemeint, bestimmt durch das durch ECE-R 43, Anhang 3, § 9.1 festgelegte Verfahren zur Prüfung der Lichtdurchlässigkeit von Kraftfahrzeugscheiben. Der Maskierungsbereich ist in einem umlaufenden Randbereich der Dachscheibe angeordnet. Der Maskierungsbereich dient in erster Linie dazu, den zur Verklebung der Dachscheibe mit der Fahrzeugkarosserie verwendeten Klebstoff vor UV-Strahlung zu schützen. Außerdem können etwaige elektrische Anschlüsse im Maskierungsbereich kaschiert werden. Der Maskierungsbereich ist üblicherweise durch einen opaken, insbesondere schwarzen Aufdruck (Abdeckdruck) ausgebildet, insbesondere auf der innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe und/oder der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe. Der Abdeckdruck besteht typischerweise aus einer im Siebdruckverfahren aufgebrachten und anschließenden eingebrannten Emaille, welche Glasfritten und Farbmittel (insbesondere Pigmente) enthält. Das Pigment ist typischerweise ein Schwarzpigment, beispielsweise Pigmentruß (Carbon Black), Anilinschwarz, Beinschwarz, Eisenoxidschwarz, Spinellschwarz und/oder Graphit. Der Abdeckdruck weist bevorzugt eine Dicke von 5 pm bis 50 pm auf, besonders bevorzugt von 8 pm bis 25 pm. Der Maskierungsbereich kann alternativ aber auch durch einen opaken Abschnitt der thermoplastischen Zwischenschicht ausgebildet sind, beispielsweise durch Verwendung stark getönte oder bedruckter polymerer Folien.
Die Durchführung durch die Innenscheibe weist bevorzugt runde, insbesondere kreisrunde Basisflächen in der Ebene der innenraumseitigen und der außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe auf. Sie weist dann insgesamt insbesondere die Form eines Zylinders (insbesondere Kreiszylinders) auf bei konstanter Querschnittsfläche oder die Form eines Kegelstumpfes (Konusform) bei kontinuierlich veränderlicher Querschnittsfläche. Die Durchführung wird durch eine umlaufende Kantenfläche begrenzt. Die Kantenfläche bildet die Mantelfläche des besagten Zylinders beziehungsweise Kegelstumpfes, während die Grundflächen durch die Ein- und Austrittsöffnungen der Durchführung in der außenseitigen Oberfläche und der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe gegeben sind. Die Durchführung durch die Innenscheibe ist bevorzugt durch Laserbohren erzeugt.
Das optische Element dient der Strahlformung des von der Lichtquelle ausgehenden Lichtstrahls und ist hierfür geeignet ausgelegt. Das optische Element ist typischerweise eine Linse. Insbesondere wird die von der näherungsweise als Punktquelle behandelbaren Lichtquelle ausgehende Lichtstrahlung durch das optische Element gebündelt, so dass sie auf den vorgesehenen Stahlbereich konzentriert wird. Das optische Element ist in bevorzugten Ausgestaltungen als Fresnel-Linse (insbesondere nach Art einer Scheinwerferlinse) oder als TIR-Linse (TIR: total internal reflection) ausgebildet. Fresnel- Linsen bündeln das von der Lichtquelle ausgehende Licht in Richtung der optischen Achse. TIR-Linse bestehen aus einem Kernmaterial und einem dieses umgebenden Mantelmaterial. Das Kernmaterial weist einen höheren Brechungsindex auf als das Mantelmaterial. Der Lichtstrahl wird dann am Übergang zwischen Kern- und Mantelmaterial total reflektiert und verbleibt innerhalb der als Lichtwellenleiter fungierenden TIR-Linse. Die TIR-Linse dient so ebenfalls dazu, die Lichtstrahlung in Richtung der optischen Achse zu bündeln beziehungsweise zu kollimieren (das heißt den Lichtstrahl parallel zu richten und austreten zu lassen).
Das optische Element ist bevorzugt aus einem transparenten Polymer gefertigt. Ein solches polymeres optisches Element ist kostengünstig und weist ein geringes Gewicht auf. Da an die optische Qualität des optischen Elements typischerweise keine allzu hohen Anforderungen gestellt werden, können diesen mit polymeren optischen Elementen Genüge getan werden. Ist das optische Element transparent, so ist es vorteilhaft unauffällig und beeinträchtigt die Durchsicht durch die Dachscheibe nur geringfügig. Das besagte transparente Polymer ist bevorzugt Polycarbonat (PC), Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Polyethylenterephthalat (PET). Alternativ kann das optische Element aber auch beispielsweise aus Glas gefertigt sein.
Das optische Element ist bevorzugt zerstörungsfrei lösbar in die Ausnehmung eingesetzt, insbesondere in der Durchführung durch die Innenscheibe eingeklemmt oder eingerastet und dadurch stabil in der erfindungsgemäßen Ausnehmung fixiert.
Die Lichtquelle ist bevorzugt eine Leuchtdiode (LED, light-emitting diode). Das elektrolumineszente Material der Leuchtdiode kann beispielsweise ein anorganischer Halbleiter oder ein organischer Halbleiter sein. In letztem Fall spricht man auch von einer organischen Leuchtdiode (OLED, organic light emitting diode).
Die Lichtquelle ist mit den elektrischen Leitungen elektrisch leitend verbunden, beispielsweise über eine Lotmasse oder einen elektrisch leitfähigen Klebstoff. Durch die Lotmasse beziehungsweise den Klebstoff wird die Lichtquelle außerdem mechanisch in der Dachscheibe fixiert, was aufgrund des typischerweise geringen Gewichts der Lichtquelle ausreichend ist. Die Lichtquelle kann aber durch zusätzliche Maßnahmen mechanisch fixiert sein, beispielsweise einen zusätzlichen Klebstoff oder Klemm- oder Rastvorrichtungen. Es ist auch möglich, dass die Lichtquelle und das optische Element zu einem einzelnen Bauteil zusammengefasst sind, beispielsweise indem die LED in einer polymeren Fassung fixiert ist, welche auch das optische Element enthält. Das optische Element kann dabei mit der Fassung einstückig ausgebildet sein oder ebenfalls in der Fassung fixiert sein.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Kantenfläche der Durchführung durch die Innenscheibe exponiert. Sie wird also nicht durch ein weiteres Element bedeckt. Das optische Element hat dabei direkten Kontakt zur Kantenfläche der Durchführung, ist insbesondere direkt in die Durchführung eingesetzt. Die Verbindung zwischen Durchführung und optischem Element ist bevorzugt zerstörungsfrei lösbar, das optische Element ist insbesondere direkt in die Durchführung eingeklemmt. Das optische Element kann dazu seitlich mit flexiblen, elastisch verformbaren Rastnasen ausgestattet sein, die zum Einsetzen zusammengedrückt werden und sich dann spreizen, so dass sie kraftschlüssig an der Kantenfläche der Durchführung anliegen und das optische Element in der Durchführung fixieren. In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Durchführung durch die Innenscheibe konisch ausgebildet, also in Form eines Kegelstumpfes, und zwar derart, dass sie sich ausgehend von der außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe bis zur innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe verjüngt Die Öffnung der Durchführung in der außenseitigen Oberfläche hat also eine größere Fläche als die Öffnung der Durchführung in der innenraumseitigen Oberfläche. Die Querschnittsfläche der Durchführung wird ausgehend von der außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe in Richtung zur innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe insbesondere kontinuierlich kleiner. Dies hat den Vorteil, dass das eingeklemmte optische Element noch stabiler in der Durchführung fixiert wird. Alternativ ist es aber auch möglich, das optische Element beispielsweise mittels eines Klebstoffs in der Durchführung zu fixieren.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Durchführung durch die Innenscheibe mit einer Fassung versehen. Die Fassung bedeckt die umlaufende Kantenfläche der Durchführung und kann sich davon ausgehend auch auf einen umliegenden Bereich der außenseitigen und/oder innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe erstrecken. Die Fassung weist ihrerseits eine Durchführung oder Ausnehmung auf, in welche das optische Element eingesetzt ist, bevorzugt zerstörungsfrei lösbar, insbesondere angeschraubt, eingeklemmt oder eingerastet, alternativ beispielsweise angeklebt oder angeschweißt.
Besonders bevorzugt ist auch hier eine Verbindung von optischem Element und Fassung durch Klemmen oder Rasten, weil diese Verbindungen einerseits zerstörungsfrei lösbar sind und andererseits sehr schnell und unkompliziert gelöst werden können (im Gegensatz beispielsweise zu einer Schraubverbindung). Das optische Element kann dazu auch hier, wie vorstehend beschrieben, seitlich mit flexiblen, elastisch verformbaren Rastnasen ausgestattet sein, die zum Einsetzen zusammengedrückt werden und sich dann spreizen und dadurch das optische Element in der Durchführung oder Ausnehmung der Fassung fixieren. Die Verbindung kann kraftschlüssig sein, wobei die Rastnasen an der Kantenfläche der Durchführung der Fassung anliegen. Dabei ist auch hier die Durchführung oder Ausnehmung der Fassung bevorzugt konisch ausgebildet, also in Form eines Kegelstumpfes, und zwar derart, dass sie sich ausgehend von der außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe bis zur innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe verjüngt. Alternativ kann die Verbindung formschlüssig sein, wenn die Kantenfläche der Durchführung oder Ausnehmung der Fassung mit komplementären Rastöffnungen ausgebildet ist, in welche die Rastnasen des optischen Elements einrasten. Auch eine umgekehrte Ausgestaltung ist möglich, wobei die Kantenfläche mit Rastnasen und das optische Element mit komplementären Rastöffnungen ausgebildet ist oder wobei sich Rastnasen der Fassung sich über dem optischen Element schließen.
Die Fassung kann alleine der Anbringung des optischen Elements dienen. Alternativ kann aber auch die Lichtquelle in die Fassung eingesetzt werden. Die Fassung verfügt dabei bevorzugt über elektrische Kontaktflächen, die geeignet sind, die eingesetzte Lichtquelle mit einer elektrischen Spannung zu versorgen. Die Fassung verfügt weiter bevorzugt über elektrische Verbindungsleitungen zwischen den besagten Kontaktflächen und elektrischen Anschlussflächen. Die Anschlussflächen stehen mit den erfindungsgemäßen elektrischen Leitungen in Kontakt, um die Kontaktflächen ihrerseits mit Spannung zu versorgen. Bevorzugt ist die Fassung dabei nicht mit einer Durchführung versehen, sondern mit einer sackartigen Vertiefung (Ausnehmung nach Art einer Sackbohrung), die sich ausgehend von der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe bis zu einer Bodenfläche erstreckt. Die besagten elektrischen Kontaktflächen sind bevorzugt in dieser Bodenfläche angeordnet. Die Lichtquelle kann einfach in die Fassung eingesteckt oder eingerastet werden, wenn diese geeignet ausgebildet ist, und/oder mit den Kontaktflächen über eine Lotmasse oder einen elektrisch leitfähigen Klebstoff verbunden werden.
Die Fassung ist bevorzugt aus einem Polymer gefertigt, besonders bevorzugt aus einem transparenten Polymer. Geeignete transparente polymere sind beispielsweise Polycarbonat (PC), PMMA, PET oder Polyamid.
Zusammenfassend wird das optische Element also bevorzugt
- kraftschlüssig direkt in die Durchführung eingeklemmt ist,
- kraftschlüssig in eine Fassung eingeklemmt ist, welche die Kantenfläche der Durchführung bedeckt oder
- formschlüssig mit einer Fassung verrastet ist, welche die Kantenfläche der Durchführung bedeckt,
Zu diesem Zweck ist das optische Element oder die Fassung mit (insbesondere flexiblen, elastisch verformbaren) Rastnasen ausgestattet. Wenn das optische Element mit Rastnasen ausgestattet ist, so haben diese direkten Kontakt zur Kantenfläche der Durchführung (wenn das optische Element kraftschlüssig in die Durchführung eingeklemmt ist) oder direkten Kontakt zur Kantenfläche einer Ausnehmung der Fassung (wenn das optische Element kraftschlüssig in die Fassung eingeklemmt ist) oder sind in komplementären Rastöffnungen der Fassung eingerastet (wenn das optische Elementformschlüssig mit der Fassung verrastet ist). Wenn die Fassung mit Rastnasen ausgestattet ist, so sind diese in komplementären Rastöffnungen des optischen Elements eingerastet (auch dann ist das optische Element formschlüssig mit der Fassung verrastet).
In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die erfindungsgemäßen elektrischen Leitungen aus einer transparenten, elektrische leitfähigen Beschichtung ausgebildet. Eine Beschichtung gilt im Sinne der Erfindung als transparent, wenn sie eine mittlere Transmission im sichtbaren Spektralbereich von mindestens 70 %, bevorzugt mindestens 80 % aufweist und dadurch die Durchsicht durch die Fahrzeugscheibe nicht wesentlich einschränkt. Dies hat den Vorteil, dass sei unauffällig sind und die Durchsicht durch die Dachscheibe nicht wesentlich einschränken. Darüber hinaus können Beschichtungen hierfür verwendet werden, die ohnehin vorhanden sind, um die Dachscheibe mit weiteren Funktionen zu versehen, beispielsweise Sonnenschutzbeschichtungen oder emissivitätsmindernde Beschichtungen (sogenannte LowE-Beschichtungen). Es können aber auch Beschichtungen verwendet werden, die eigens zum Zweck der elektrischen Kontaktierung der Lichtquelle vorgesehen sind und keine weitere Funktion erfüllen. Die Tiefe der Ausnehmung richtet sich danach, wo (in welcher Ebene) die Beschichtung in der Verbundscheibe angeordnet ist. Wenn die Lichtquelle direkt an die Beschichtung angeschlossen werden soll, so erstreckt sich die Ausnehmung von der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe bis zur elektrisch leitfähigen Beschichtung, so dass ein Bereich der Beschichtung in der Ausnehmung exponiert ist und an die Lichtquelle angeschlossen werden kann. Es können Anschlussflächen vorgesehen sein zur Verbindung mit der Lichtquelle, welche beispielsweise mit einem zusätzlichen silberhaltigen Aufdruck versehen sind.
Die Beschichtung kann eine großflächige Beschichtung sein, in welcher die elektrischen Leitungen durch Isolierungslinien erzeugt sind. Dies ist insbesondere dann geeignet, wenn die Beschichtung eine weitere Funktion erfüllt, beispielsweise eine IR-reflektierende Funktion. Die Isolierungslinien sind linienförmige beschichtungsfreie Bereiche, welche die Leitungen von der umliegenden Beschichtung elektrisch isolieren. Sie können beispielsweise durch Laserablation in der Beschichtung ausgebildet werden. Dient die Beschichtung dagegen alleine der elektrischen Kontaktierung der Lichtquelle, so ist es auch möglich, dass die Beschichtung ausschließlich im Bereich der Leitungen vorhanden ist. Die Beschichtung ist dann also insgesamt zu den Leitungen geformt, was beispielsweise durch Maskierungstechniken beim Beschichtungsprozess realisiert werden kann.
Typischerweise sind jeder Lichtquelle zwei elektrische Leitungen zugeordnet, wobei jede Leitung die Lichtquelle mit einem der beiden Pole einer Spannungsquelle verbindet. Die Leitungen verlaufen von der Lichtquelle bis zu einem Abschnitt des Randbereichs der Dachscheibe, wo sie beispielsweise mit Flachleitern verbunden sind, welche direkt oder indirekt ober weitere Kabel mit der Spannungsquelle verbunden sind.
In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung sind die Leitungen aus einer transparenten, elektrisch leitfähigen Beschichtung auf der zur Zwischenschicht hingewandten, also der innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe ausgebildet. Die Beschichtung ist in diesem Fall bevorzugt eine Sonnenschutzbeschichtung, welche mindestens eine IR-reflektierende Schicht auf Basis eines Metalls (insbesondere Silber) aufweist. Die typischerweise korrosionsanfällige metallische Schicht ist im Innern der Verbundscheibe geschützt. Die Ausnehmung erstreckt sich in diesem Fall durch die gesamte Zwischenschicht hindurch, so dass der Anschlussbereich der Beschichtung in der Ausnehmung exponiert ist. Die Ausnehmung ist als eine Durchführung durch die gesamte Innenscheibe und die gesamte Zwischenschicht. Die Lichtquelle ist bevorzugt direkt an die elektrischen Leitungen angeschlossen, das optische Element entweder direkt in die Durchführung der Innenscheibe eingesetzt oder in eine Fassung in dieser Durchführung, wie vorstehend beschrieben. Es ist aber auch möglich, dass eine Fassung in die Ausnehmung eingesetzt ist, die über Kontaktflächen für die Lichtquelle verfügt, wie vorstehend beschrieben. In diesem Fall erstreckt sich die Fassung bevorzugt bis zur elektrisch leitfähigen Beschichtung, so dass Anschlussflächen in der Oberfläche des Bodens der Fassung, die der Außenscheibe zugewandt ist, mit den Leitungen in Kontakt stehen und die Kontaktflächen in der Oberfläche des Bodens der Fassung, die der Innenscheibe zugewandt ist, mit der Lichtquelle in Kontakt stehen.
In einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung sind die Leitungen aus einer transparenten, elektrisch leitfähigen Beschichtung auf einer der Oberflächen der Innenscheibe ausgebildet. Dies kann eine Beschichtung auf der zur Zwischenschicht hingewandten, also der außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe sein. Die Beschichtung ist in diesem Fall bevorzugt eine Sonnenschutzbeschichtung, welche mindestens eine IR-reflektierende Schicht auf Basis eines Metalls (insbesondere Silber) aufweist. Die typischerweise korrosionsanfällige metallische Schicht ist im Innern der Verbundscheibe geschützt. Es kann aber auch eine Beschichtung auf der von der Zwischenschicht abgewandten, also der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe sein. Die Beschichtung ist in diesem Fall bevorzugt eine emissivitätsmindernde Beschichtung, welche mindestens eine IR- reflektierende Schicht auf Basis eines transparenten, elektrisch leitfähigen Oxids (TCO, transparent conductive oxide), insbesondere Indiumzinnoxid (ITO, indium tin oxide), aufweist. Solche Beschichtungen sind nicht korrosionsanfällig, so dass sie bedenkenlos auf der exponierten innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe eingesetzt werden können. Die Ausnehmung ist in diesem Fall bevorzugt durch eine Durchführung ausschließlich durch die Innenscheibe gebildet, erstreckt sich also nicht in die Zwischenschicht hinein. Diese Ausgestaltung ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Durchführung durch die Innenscheibe mit einer Fassung versehen ist, die auch Kontaktflächen für die Lichtquelle enthält, wie vorstehend beschrieben. Die Anschlussflächen der Fassung stehen dann bevorzugt mit der Beschichtung in Kontakt, und der elektrische Strom wird über die in die Fassung integrierten Verbindungsleitungen den Kontaktflächen zugeleitet.
In einer dritten Ausgestaltung der Erfindung sind die Leitungen aus einer transparenten, elektrisch leitfähigen Beschichtung auf einer Trägerfolie innerhalb der Zwischenschicht ausgebildet. Die Beschichtung ist in diesem Fall bevorzugt eine Sonnenschutzbeschichtung, welche mindestens eine IR-reflektierende Schicht auf Basis eines Metalls (insbesondere Silber) aufweist. Die typischerweise korrosionsanfällige metallische Schicht ist im Innern der Verbundscheibe geschützt. Alternativ dient die Beschichtung nur dem elektrischen Anschluss der Lichtquelle und erfüllt keine Sonnenschutzfunktion, dann kann die Trägerfolie entsprechend kleiner bemessen werden - sie ist dann nur im Leitungsbereich vorhanden, während der Großteil der Dachscheibe nicht mit der Trägerfolie versehen ist. Auch in diesem Fall umfasst die Beschichtung bevorzugt mindestens eine Schicht auf Basis eines Metalls (insbesondere Silber), was aufgrund der hohen elektrischen Leitfähigkeit vorteilhaft ist.
In der besagten dritten Ausgestaltung umfasst die Zwischenschicht in einer vorteilhaften Variante mindestens eine erste thermoplastische Schicht und eine zweite thermoplastische Schicht. Die thermoplastischen Schichten sind flächig übereinander angeordnet, wobei die erste thermoplastische Schicht direkten Kontakt zur Innenscheibe aufweist. Die zweite thermoplastische Schicht ist näher zur Außenscheibe angeordnet. Sie kann direkten Kontakt zur Außenscheibe haben, es können aber auch weitere thermoplastische Schichten zwischen der zweiten thermoplastischen Schicht und der Außenscheibe angeordnet sein. Zwischen der ersten thermoplastischen Schicht und der zweiten thermoplastischen Schicht ist die besagte Trägerfolie mit der leitfähigen Beschichtung angeordnet, wobei diejenige Oberfläche der Trägerfolie, welche die Beschichtung trägt, der ersten thermoplastischen Schicht und der Innenscheibe zugewandt ist. Die Trägerfolie ist in einem Bereich der Fahrzeug-Dachscheibe angeordnet, der die Ausnehmung enthält - die Trägerfolie überlappt also die Ausnehmung und erstreckt sich bevorzugt bis zur Seitenkante der Dachscheibe. Die Ausnehmung erstreckt sich in diesem Fall durch die gesamte erste thermoplastische Schicht hindurch, so dass der Anschlussbereich der Beschichtung in der Ausnehmung exponiert ist. Die Ausnehmung ist als eine Durchführung durch die gesamte Innenscheibe und die gesamte an die Innenscheibe angrenzende erste thermoplastische Schicht. Die Lichtquelle ist bevorzugt direkt an die elektrischen Leitungen angeschlossen, das optische Element entweder direkt in die Durchführung der Innenscheibe eingesetzt oder in eine Fassung in dieser Durchführung, wie vorstehend beschrieben. Es ist aber auch möglich, dass eine Fassung in die Ausnehmung eingesetzt ist, die über Kontaktflächen für die Lichtquelle verfügt, wie vorstehend beschrieben. In diesem Fall erstreckt sich die Fassung bevorzugt bis zur elektrisch leitfähigen Beschichtung, so dass Anschlussflächen in der Oberfläche des Bodens der Fassung, die der Außenscheibe und der Trägerfolie zugewandt ist, mit den Leitungen in Kontakt stehen und die Kontaktflächen in der Oberfläche des Bodens der Fassung, die der Innenscheibe zugewandt ist, mit der Lichtquelle in Kontakt stehen.
Auch zwischen der Trägerfolie und der zweiten thermoplastischen Schicht können grundsätzlich weitere thermoplastische Schichten vorhanden sein. In diesem Fall erstreckt sich die Ausnehmung durch sämtliche thermoplastische Schichten zwischen Innenscheibe und Trägerfolie hindurch, so dass der Anschlussbereich der Beschichtung in der Ausnehmung exponiert ist.
Es ist alternativ aber auch möglich, dass die Trägerfolie direkten Kontakt zur Innenscheibe oder Außenscheibe hat und nicht zwischen zwei thermoplastische Folien der Zwischenschicht eingelegt ist. Diejenige Oberfläche der Trägerfolie, welche die Beschichtung trägt, ist dabei der Innenscheibe zugewandt. Die Ausnehmung erstreckt sich bis zur Trägerfolie, so dass der Anschlussbereich der Beschichtung in der Ausnehmung exponiert ist. Falls die Trägerfolie Kontakt zur Innenscheibe hat, erstreckt sie sich also bevorzugt nur durch die Innenscheibe. Falls die Trägerfolie Kontakt zur Außenscheibe hat, erstreckt sie sich also durch die Innenscheibe und die gesamte Zwischenschicht. Die Lichtquelle ist bevorzugt direkt an die elektrischen Leitungen angeschlossen, das optische Element entweder direkt in die Durchführung der Innenscheibe eingesetzt oder in eine Fassung in dieser Durchführung, wie vorstehend beschrieben. Es ist aber auch möglich, dass eine Fassung in die Ausnehmung eingesetzt ist, die über Kontaktflächen für die Lichtquelle verfügt, wie vorstehend beschrieben. In diesem Fall erstreckt sich die Fassung bevorzugt bis zur elektrisch leitfähigen Beschichtung, so dass Anschlussflächen in der Oberfläche des Bodens der Fassung, die der Außenscheibe und der Trägerfolie zugewandt ist, mit den Leitungen in Kontakt stehen und die Kontaktflächen in der Oberfläche des Bodens der Fassung, die der Innenscheibe zugewandt ist, mit der Lichtquelle in Kontakt stehen.
Die besagte Trägerfolie ist bevorzugt auf Basis von oder aus PET ausgebildet. Der Anteil an PET beträgt bevorzugt mehr als 90 Gew.-%, besonders bevorzugt mehr als 95 Gew.-%. Bevorzugt besteht die Trägerfolie im Wesentlichen aus PET. Die Trägerfolie weist bevorzugt eine Dicke von 20 pm bis 200 pm auf, besonders bevorzugt von 25 pm bis 150 pm. Es sind aber auch dickere Trägerfolien einsetzbar mit Dicken von beispielsweise bis zu 800 pm, insbesondere wenn im Bereich der Trägerfolie eine thermoplastische Schicht, welche in der übrigen Scheibe vorhanden ist, lokal entfernt ist. Die Trägerfolie kann dann entsprechend dick ausgebildet werden, um die Dicke der fehlenden thermoplastischen Schicht zu kompensieren. Dazu können auch mehrere Folien des Typs der Trägerfolie übereinander gelegt werden.
Bevorzugte transparente Beschichtungen, aus denen die elektrischen Leitungen ausgebildet werden können, wurden vorstehend als Sonnenschutzbeschichtungen und emissivitätsmindernde Beschichtungen beschrieben. Eine Sonnenschutzbeschichtung ist dafür vorgesehen, infrarote Anteile der Sonnenstrahlung zu reflektieren, um die Aufheizung des Fahrzeug-Innenraums zu vermindern. Die IR-reflektierende Wirkung bezieht sich dabei insbesondere auf den nahen Infrarotbereich, beispielsweise im Bereich von 800 nm bis 1500 nm. Die Sonnenschutzbeschichtung ist insbesondere ein Stapel dünner Schichten, wobei die Dicke der einzelnen Schichten weniger als 1 pm beträgt. Der Dünnschicht-Stapel enthält eine oder mehrere IR-reflektierende Schichten auf Basis eines Metalls, insbesondere Silber, alternativ beispielsweise Gold, Aluminium oder Kupfer. Neben der IR-reflektierenden Schicht oder den IR-reflektierende Schichten sind typischerweise dielektrische Schichten vorhanden. Gebräuchliche dielektrische Schichten der Sonnenschutzbeschichtung sind beispielsweise:
Entspiegelungsschichten, welche die Reflexion von sichtbarem Licht senken und somit die Transparenz der beschichteten Scheibe erhöhen, beispielsweise auf Basis von Siliziumnitrid, Silizium-Metall-Mischnitriden wie Siliziumzirkoniumnitrid, Titanoxid, Aluminiumnitrid oder Zinnoxid, mit Schichtdicken von beispielsweise 10 nm bis 100 nm;
Anpassungsschichten, welche die Kristallinität der elektrisch leitfähigen Schicht verbessern, beispielsweise auf Basis von Zinkoxid, mit Schichtdicken von beispielsweise 3 nm bis 20 nm;
Glättungsschichten, welche die Oberflächenstruktur für die darüberliegenden Schichten verbessern, beispielsweise auf Basis eines nichtkristallinen Oxids von Zinn, Silizium, Titan, Zirkonium, Hafnium, Zink, Gallium und/oder Indium, insbesondere auf Basis von Zinn-Zink-Mischoxid, mit Schichtdicken von beispielsweise 3 nm bis 20 nm.
Emissivitätsmindernde Beschichtungen sind auch als Wärmestrahlung reflektierende Beschichtungen, Beschichtungen niedriger Emissivität oder Low E-Beschichtungen (low emissivity) bekannt. Mit Emissivität wird das Maß bezeichnet, welches angibt, wie viel Wärmestrahlung die Scheibe in Einbaulage im Vergleich zu einem idealen Wärmestrahler (einem schwarzen Körper) in einen Innenraum abgibt. Emissivitätsmindernde Beschichtungen haben die Funktion, die Einstrahlung von Wärme in den Innenraum zu vermeiden (IR-Anteile der Sonnenstrahlung und insbesondere die thermische Strahlung der Scheibe selbst) und ebenso die Abstrahlung von Wärme aus dem Innenraum heraus. Sie weisen reflektierende Eigenschaften gegenüber infraroter Strahlung auf, insbesondere gegenüber Wärmestrahlung im Spektralbereich von 5 pm - 50 pm (vgl. auch Norm DIN EN 12898:2019-06). Dadurch wird der thermische Komfort im Innenraum wirkungsvoll verbessert. Die emissivitätsmindernden Beschichtungen können bei hohen Außentemperaturen und Sonneneinstrahlung die von der gesamten Scheibe in Richtung des Innenraums abgestrahlte Wärmestrahlung zumindest teilweise reflektieren. Bei niedrigen Außentemperaturen können sie die aus dem Innenraum abgestrahlte Wärmestrahlung reflektieren und somit die Wirkung der kalten Scheibe als Wärmesenke verringern. Die emissivitätsmindernde Beschichtung ist insbesondere ein Stapel dünner Schichten, wobei die Dicke der einzelnen Schichten weniger als 1 pm beträgt. Der Dünnschicht-Stapel enthält eine (optional mehrere) IR-reflektierende Schicht, bevorzugt auf Basis eines elektrisch leitfähigen Oxids (TCO), insbesondere auf Basis von Indiumzinnoxid (ITO), alternativ beispielsweise auf Basis von Indium-Zink-Mischoxid (IZO), Gallium-dotiertem Zinnoxid (GZO), Fluor-dotiertem Zinnoxid (SnO2:F) oder Antimon-dotiertem Zinnoxid (SnO2:Sb).
Neben der IR-reflektierenden Schicht sind typischerweise dielektrische Schichten vorhanden. Gebräuchliche dielektrische Schichten der emissivitätsmindernden Beschichtung sind beispielsweise:
Antireflexionsschichten, welche einen geringeren Brechungsindex aufweisen als die TCO-Schicht und unterhalb wie oberhalb derselben angeordnet sind, um die Transmission durch die Scheibe zu erhöhen und die Reflexivität zu verringern, beispielsweise auf Basis von Siliziumoxid, mit Schichtdicken von beispielsweise 10 nm bis 100 nm;
Barriereschichten oberhalb der TCO-Schicht, welche zur Regulierung von Sauerstoffdiffusion während einer Temperaturbehandlung der Dachscheibe (beispielsweise im Rahmen eines Biegeprozesses), beispielsweise auf Basis von Siliziumnitrid oder Siliziumcarbid, mit Schichtdicken von beispielsweise 5 nm bis 30 nm;
Blockerschichten unterhalb der TCO-Schicht, welche die Alkalidiffusion aus der Innenscheibe in die TCO-Schicht verhindern sollen, beispielsweise auf Basis von Siliziumnitrid oder Aluminiumnitrid, mit Schichtdicken von beispielsweise 10 nm bis 50 nm.
Erfüllt die transparente Beschichtung, aus der die Leitungen ausgebildet sind, eine weitere Funktion, beispielsweise eine Sonnenschutzfunktion oder eine emissivitätsmindernde Funktion, so deckt sie bevorzugt den gesamten Durchsichtsbereich der Fahrzeug- Dachscheibe ab, mit Ausnahme der Isolierungslinien zur Ausbildung der elektrischen Leitungen sowie optional weiterer lokaler Bereiche, die als Kommunikations-, Sensor- oder Kamerafenster die Transmission von elektromagnetischer Strahlung durch die Dachscheibe gewährleisten sollen. Erfüllt die transparente Beschichtung eine solche Funktion nicht, so ist die Beschichtung bevorzugt im Wesentlichen auf die Bereiche der Leitungen begrenzt, während der Großteil des Durchsichtsbereich nicht mit der Beschichtung versehen ist.
Die elektrischen Leitungen müssen aber nicht notwendigerweise aus einer transparenten Beschichtung ausgebildet sein. Es können auch metallische Drähte (beispielsweise aus Kupfer oder Wolfram) verwendet werden, welche in die Zwischenschicht eingelegt sind, ober Leitungen, die auf die innenraumseitige Oberfläche der Außenscheibe, auf eine der Oberflächen der Innenscheibe oder auf einer Trägerfolie innerhalb der Zwischenschicht aufgedruckt sind. Solche aufgedruckten Leitungen sind im Fahrzeugbereich üblich, beispielsweise als Heizleiter auf der Rückscheibe. Sie werden typischerweise im Siebdruckverfahren aufgebracht und anschließend eingebrannt. Sie enthalten typischerweise Glasfritten, welche die stabile Verbindung zur Scheibenoberfläche sicherstellen, und metallische Partikel (insbesondere Silberpartikel), welche die elektrische Leitfähigkeit bereitstellen. Solche Drähte oder aufgedruckte Leitungen sind zwar nicht transparent, so dass sie optisch auffälliger sind, was jedoch aufgrund ihrer geringen Breite mitunter akzeptabel ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die elektrischen Leitungen derart dimensioniert, dass sie zugleich einen Vorwiderstand für die Lichtquelle bilden. Das ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Lichtquelle eine Leuchtdiode ist - der Vorwiderstand dient der Strombegrenzung, um eine Zerstörung der Leuchtdiode zu vermeiden. Der mit den Leitungen einstückig ausgebildete Vorwiderstand ist mit der Lichtquelle in Reihe geschaltet und begrenzt die elektrische Spannung beziehungsweise die elektrische Stromstärke auf unkritische Werte. Der Vorwiderstand kann durch eine geeignete Dimensionierung der elektrischen Leitungen ausgebildet beziehungsweise eingestellt werden. Dies ist insbesondere dann leicht möglich, wenn die Leitungen aus einer transparenten Beschichtung ausgebildet sind. Der Vorwiderstand kann dann durch die Ausgestaltung der Isolierungslinien, welche die elektrischen Leitungen von der umliegenden Beschichtung isolieren, ausgebildet beziehungsweise eingestellt.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung enthält die Fahrzeug-Dachscheibe eine kapazitive Schaltfläche, die der Lichtquelle zugeordnet ist und zum Ein- und Ausschalten der Lichtquelle dient. Umfasst die Dachscheibe eine Mehrzahl von Ausnehmungen mit Lichtquellen, so ist bevorzugt jeder Lichtquelle eine eigene Schaltfläche zugeordnet, so dass die Lichtquellen unabhängig voneinander bedient werden können. Die Schaltfläche ist bevorzugt um die zugeordnete Ausnehmung angeordnet oder in der Nähe derselben, beispielsweise mit einem Abstand von maximal 10 cm.
Die kapazitive Schaltfläche ist ein Bereich der Dachscheibe, der bei Berührung oder Annäherung des Fingers eines Bedieners einen Schaltvorgang auslöst. Dazu ist der besagte Bereich mit mindestens einer Flächenelektrode versehen. Über eine externe Steuerungselektronik wird die Kapazität der Flächenelektrode gemessen. Die Kapazität der Flächenelektrode ändert sich gegen Erde, wenn ein geerdeter Körper in ihre Nähe kommt oder beispielsweise eine Isolatorschicht über der Flächenelektrode berührt. Die Kapazitätsänderung wird durch die Steuerungselektronik gemessen und bei Überschreiten eines Schwellwerts wird ein Schaltsignal ausgelöst. Die Schaltfläche wird durch Form und Größe der Flächenelektrode festgelegt. In einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung ist der besagte Bereich mit zwei Flächenelektroden versehen, die kapazitiv miteinander gekoppelt sind. Die Elektroden können beispielsweise spiralartige, kammartige oder mäanderartige Formen aufweisen. Die Kapazität des von den Elektroden gebildeten Kondensators ändert sich bei Annäherung eines Körpers. Die Kapazitätsänderung wird durch die Steuerungselektronik gemessen und bei Überschreiten eines Schwellwerts wird ein Schaltsignal ausgelöst. Die Schaltfläche wird durch Form und Größe des Bereichs, in denen die Elektroden kapazitiv gekoppelt sind, festgelegt.
Die Schaltfläche weist bevorzugt eine Fläche von 1 cm2 bis 20 cm2, besonders bevorzugt von 2 cm2 bis 10 cm2 auf. Die Schaltfläche kann beispielsweise die Form eines Ovals, einer Ellipse oder eines Kreises, eines Dreiecks, eines Rechtecks, eines Quadrats oder eines anders gearteten Vierecks oder eines höheren Polygons aufweisen.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die elektrischen Leitungen für die Lichtquelle(n) und die kapazitive Schaltfläche (genauer gesagt die Flächenelektrode(n) der kapazitiven Schaltfläche) aus derselben transparenten, elektrisch leitfähigen Beschichtung ausgebildet. Die mindestens eine Flächenelektrode der Schaltfläche können ebenfalls durch Isolierungslinien von der umliegenden Beschichtung isoliert werden. Die besagte Beschichtung kann dabei, wie vorstehend beschrieben, eine Beschichtung auf der innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe, eine Beschichtung auf einer Trägerfolie in der Zwischenschicht oder eine Beschichtung auf der außenseitigen oder innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe sein.
Es ist jedoch alternativ auf möglich, dass die Flächenelektrode(n) der Schaltfläche einerseits und die elektrischen Leitungen für die Lichtquelle(n) andererseits aus zwei verschiedenen transparenten Beschichtungen ausgebildet sind. So ist es beispielsweise möglich, dass die elektrischen Leitungen aus einer großflächigen Sonnenschutzbeschichtung oder emissivitätsmindernden Beschichtung ausgebildet sind, während für die Flächenelektroden der Schaltfläche(n) beschichtete Trägerfolien in den entsprechenden Bereich der Verbundscheibe eingelegt sind, oder umgekehrt. Ebenso ist es möglich, dass die Flächenelektroden der Schaltflächen durch eine aufgedruckte leitfähige Paste ausgebildet werden, insbesondere Siebdruckpaste mit Glasfritten und Silberpartikeln, die in eine Oberfläche der Außenscheibe oder der Innenscheibe eingebrannt werden.
Die Außenscheibe und die Innenscheibe sind bevorzugt aus Glas gefertigt sind, besonders bevorzugt aus Kalk-Natron-Glas, wie es für Fensterscheiben üblich ist. Die Scheiben können aber auch aus anderen Glassorten gefertigt sein, beispielsweise Quarzglas, Borosilikatglas oder Aluminosilikatglas. Die Scheiben können unabhängig voneinander klar sein oder auch getönt oder gefärbt. Die Dicke der Außenscheibe und der Innenscheibe kann breit variieren und so den Erfordernissen im Einzelfall angepasst werden. Die Außenscheibe und die Innenscheibe weisen bevorzugt Dicken von 0,5 mm bis 5 mm auf, besonders bevorzugt von 1 mm bis 3 mm.
Die Fahrzeug-Dachscheibe ist bevorzugt in einer oder in mehreren Richtungen des Raumes gebogen, wie es im Fahrzeugbereich üblich ist, wobei typische Krümmungsradien im Bereich von etwa 10 cm bis etwa 40 m liegen.
Die Zwischenschicht enthält bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA), oder Polyurethan (PU). Die Zwischenschicht umfasst eine thermoplastische Schicht oder mehrere thermoplastische Schichten. Jede Schicht der Zwischenschicht ist bevorzugt aus einer Folie ausgebildet, besonders bevorzugt einer Folie auf Basis von PVB, EVA oder PU, insbesondere PVB. Das bedeutet, dass die Schicht beziehungsweise Folie mehrheitlich das besagte Material enthält (Anteil von größer als 50 Gew.-%) und daneben optional weitere Bestandteile enthalten kann, beispielsweise Weichmacher, Stabilisatoren, UV- oder IR-Absorber. Die Dicke jeder thermoplastischen Schicht beträgt bevorzugt von 0,2 mm bis 2 mm, besonders bevorzugt von 0,3 mm bis 1 mm. Beispielsweise können Folien mit den Standarddicken von 0,38 mm oder 0,76 mm verwendet werden.
Die Erfindung umfasst außerdem ein Verfahren zur Herstellung einer Fahrzeug-Dachscheibe, wobei
(i) eine Außenscheibe, eine Innenscheibe und mindestens eine thermoplastische Schicht bereitgestellt werden, (ii) eine Durchführung durch die Innenscheibe und optional durch die thermoplastische Schicht erzeugt wird,
(iii) die Außenscheibe, die mindestens eine thermoplastische Schicht und die Innenscheibe in der angegebenen Reihenfolge zu einem Schichtstapel angeordnet werden, wobei die Durchführung der Innenscheibe, gegebenenfalls zusammen mit der die Durchführung der mindestens einen thermoplastischen Schicht, eine Ausnehmung (A) ausbildet,
(iv) der Schichtstapel zu einer Verbundscheibe laminiert wird, wobei aus der mindestens einen thermoplastischen Schicht eine thermoplastische Zwischenschicht erzeugt wird,
(v) in die Ausnehmung eine Lichtquelle derart eingesetzt wird, dass ihre Strahlrichtung von der Außenscheibe abgewandt ist, und die Lichtquelle mit elektrischen Leitungen verbunden wird, welche auf einer Oberfläche der Außenscheibe oder der Innenscheibe oder innerhalb der Zwischenschicht vorhanden sind,
(vi) in den Strahlengang der Lichtquelle ein optisches Element in die Ausnehmung eingesetzt wird.
Die vorstehenden Ausführungen zur Fahrzeug-Dachscheibe gelten für das Herstellungsverfahren in entsprechender Weise.
In einer vorteilhaften Ausführung wird die Durchführung in Verfahrensschritt (ii) durch Laserbohren in die Innenscheibe eingebracht. Dadurch sind Durchführung in beliebiger Form mit hoher Präzision realisierbar. Lasergebohrte Durchführungen sind auch am fertigen Produkt von mechanisch gebohrten Durchführungen zu unterscheiden, insbesondere dadurch, dass sie typischerweise keinen Kantenschliff aufweisen und eine gute Qualität ohne Ausmuschelungen oder sonstige Beschädigungen der Kantenfläche aufweisen, sowie anhand charakteristischer Zug- und Druckspannungen im Glas.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung werden die Außenscheibe und die Innenscheibe gebogen, indem sie vor dem Anordnen zum Schichtstapel einem Biegeprozess unterzogen werden. Zum Biegen werden die Scheiben durch Erhitzen erweicht, so dass sie plastische formbar wird, und dann durch an sich bekannte Methoden, beispielsweise Schwerkraftbiegen, Pressbiegen und/oder Saugbiegen, geformt. Typische Temperaturen für Glasbiegeprozesse betragen beispielsweise von 500°C bis 700°C. Die Scheiben können in eine zylindrisch oder sphärisch gebogene Form gebracht werden. Die Durchführung wird bevorzugt in der bereits gebogenen Innenscheibe erzeugt (die Innenscheibe und die Außenscheibe in Verfahrensschritt (i) also als gebogene Scheiben bereitgestellt), insbesondere durch Laserbohren. Laserbohren ist auf gebogene Glasscheiben besser anwendbar als mechanisches Bohren, das aufgrund der beim Biegeprozess erzeugten Spannungen im Glas zu Glasbruch führen kann.
Das Biegen der Außenscheibe und der Innenscheibe erfolgt bevorzugt simultan, wobei die Außenscheibe und die Innenscheibe kongruent aufeinanderliegen. Dann ist ihre Form optimal aufeinander abgestimmt, so dass die daraus erzeugte Verbundscheibe eine hohe Qualität aufweist. Beim simultan-kongruenten Biegen sollte die Durchführung noch nicht vorhanden sein, weil durch die Durchführung Luft zwischen die Glasscheiben gelangen kann und sie nicht in Kontakt miteinander bleiben. Daher wird das Bohren der Durchführung bevorzugt nach dem Biegen durchgeführt, insbesondere durch Laserbohren.
Das Laserbohren wird in einer vorteilhaften Ausführung mit einem Laser durchgeführt, der gepulste Strahlung im grünen Spektralbereich aussendet, insbesondere im Spektral be re ich von 500 nm bis 550 nm. Die Pulslängen liegen bevorzugt im Nanosekundenbereich. Die fokussierte Laserstrahlung wird entlang der intendierten Kantenfläche der Durchführung bewegt, beispielsweise spiralförmig. Ist die gesamte Kantenfläche herausgearbeitet, so kann das vom Laser umschriebene Glasmaterial entnommen werden beziehungsweise fällt aufgrund der Schwerkraft aus der nun erzeugten Durchführung heraus. Geeignete Laser sind beispielsweise Nd:YAG-Laser oder Yb:YAG-Laser.
Soll die Durchführung durch die Innenscheibe mit einer Fassung versehen werden, welche die Kantenfläche bedeckt, so erfolgt dies bevorzugt nach dem Bohren der Durchführung und vor dem Anordnen zum Schichtstapel. Die Fassung kann beispielsweise durch Spritzguss erzeugt werden, wobei sie entweder direkt an die Innenscheibe angespritzt wird oder nachträglich angebracht, beispielsweise angeklebt wird.
In Verfahrensschritt (iii) wird die Durchführung der Innenscheibe und die Durchführung der mindestens einen thermoplastischen Schicht, falls vorhanden, in Deckung angeordnet, so dass sie gemeinsam die Ausnehmung bilden. Sind mehrere thermoplastische Schichten vorhanden, von denen nur eine mit einer Durchführung versehen ist, so wird diese im Schichtstapel natürlich in direktem Kontakt zur Innenscheibe angeordnet. Sind mehrere thermoplastische Schichten vorhanden, von denen einige mit einer Durchführung versehen werden, während andere keine Durchführung aufweisen, so werden die Schichten mit Durchführung natürlich in direktem Kontakt zueinander und insgesamt direkt benachbart zur Innenscheibe im Schichtstapel angeordnet.
Die elektrischen Leitungen werden bereitgestellt, bevor die Scheiben und Schichten zum Schichtstapel angeordnet werden. Sollen die Leitungen aus einer transparenten Beschichtung auf einer der Scheiben ausgebildet werden, so wird die entsprechende Oberfläche der Scheibe zuvor beschichtet, beispielsweise durch physikalische Gasphasenabscheidung (PVD), besonders bevorzugt durch Kathodenzerstäubung („Sputtern“), ganz besonders bevorzugt durch magnetfeldunterstütze Kathodenzerstäubung („Magnetronsputtern“), oder durch andere Dünnschichtmethoden, beispielsweise durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD), insbesondere plasmagestützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD), durch Aufdampfen oder durch Atomlagenabscheidung (atomic layer deposition, ALD). Soweit die Leitungen nicht direkt durch Maskierungstechniken bei der Beschichtung ausgebildet wurden, werden sie anschließend bevorzugt mittels Isolierungslinien, die durch Laserablation in der Beschichtung erzeugt werden, aus der Beschichtung herausgearbeitet.
Sollen die Leitungen auf einer Trägerfolie bereitgestellt werden, so wird diese Trägerfolie zwischen zwei thermoplastischen Schichten im Schichtstapel angeordnet.
Andere Arten der Leitungen können beispielsweise durch Siebdruck mit einer Druckpaste, die Glasfritten und Silberpartikel enthält, auf eine Oberfläche einer der Scheiben aufgedruckt und eingebrannt werden, oder durch einlegen von Drähten in die Zwischenschicht erzeugt werden.
Falls die Leitungen aus einer Beschichtung auf der innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe ausgebildet werden, so wird das Verfahren besonders bevorzugt in der folgenden Reihenfolge ausgeführt:
1 . Beschichten der innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe
2. Laserablation von Isolierungslinien zur Ausbildung der elektrischen Leitungen für die Lichtquelle sowie der Flächenelektroden und Leitungen für die Schaltfläche in der Beschichtung
3. Biegen der Außenscheibe und der Innenscheibe 4. Laserbohren der Durchführung durch die Innenscheibe und Erzeugen einer Durchführung durch die mindestens eine thermoplastische Schicht beziehungsweise durch sämtliche thermoplastische Schichten, falls mehrere verwendet werden,
5. Laminieren der Verbundscheibe aus Außenscheibe, mindestens einer thermoplastischer Schicht und Innenscheibe
6. Einsetzen von Lichtquelle und optischem Element
Falls die Leitungen aus einer Beschichtung auf einer Oberfläche der Innenscheibe ausgebildet werden, so wird das Verfahren besonders bevorzugt in der folgenden Reihenfolge ausgeführt:
1 . Beschichten der innenraumseitigen oder außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe
2. Laserablation von Isolierungslinien zur Ausbildung der elektrischen Leitungen für die Lichtquelle sowie der Flächenelektroden und Leitungen für die Schaltfläche in der Beschichtung
3. Biegen der Außenscheibe und der Innenscheibe
4. Laserbohren der Durchführung durch die Innenscheibe
5. Anbringen einer Fassung an der Kantenfläche der Durchführung
6. Laminieren der Verbundscheibe aus Außenscheibe, mindestens einer thermoplastischer Schicht und Innenscheibe
7. Einsetzen von Lichtquelle und optischem Element in die Fassung
Die Fassung ist dabei bevorzugt, wie vorstehend beschrieben, mit Kontaktflächen für die Lichtquelle, mit Anschlussflächen für die Leitungen sowie mit integrierten Verbindungsleitungen ausgebildet, welche die Kontaktflächen mit den Anschlussflächen verbinden.
In den beiden vorstehenden besonders bevorzugten Ausgestaltungen werden die elektrischen Leitungen und die Schaltfläche aus derselben Beschichtung ausgebildet. Alternativ ist es auch möglich, dass nur die Leitungen aus der Beschichtung ausgebildet werden, während die Schaltfläche durch eine eingelegte Trägerfolie zwischen zwei thermoplastischen Schichten erzeugt wird, oder umgekehrt.
Falls die Leitungen aus einer Beschichtung auf einer Trägerfolie ausgebildet werden, so wird das Verfahren besonders bevorzugt in der folgenden Reihenfolge ausgeführt: 1. Biegen der Außenscheibe und der Innenscheibe und Bereitstellen mindestens einer ersten und einer zweiten thermoplastischen Schicht
2. Laserbohren der Durchführung durch die Innenscheibe und Erzeugen einer Durchführung durch die erste thermoplastische Schicht,
3. Erzeugen eines Schichtstapels mit der folgenden Reihenfolge: Außenscheibe - zweite thermoplastische Schicht, mindestens eine Trägerfolie mit den Leitungen und den Flächenelektroden der Schaltfläche und deren Leitungen - erste thermoplastische Schicht - Innenscheibe,
4. Laminieren der Verbundscheibe
5. Einsetzen von Lichtquelle und optischem Element
Die Leitungen für die Lichtquelle einerseits und die Flächenelektroden und Leitungen der Schaltfläche andererseits können auf derselben Trägerfolie bereitgestellt werden oder auf zwei verschiedenen Trägerfolien.
Der Schichtstapel wird in Verfahrensschritt (iv) zur Verbundscheibe laminiert. Hierzu können an sich bekannte Verfahren eingesetzt werden, beispielsweise Autoklavverfahren, Vakuumsackverfahren, Vakuumringverfahren, Kalanderverfahren, Vakuumlaminatoren oder Kombinationen davon. Die Verbindung der Scheiben über die Zwischenschicht erfolgt dabei üblicherweise unter Einwirkung von Hitze, Vakuum und/oder Druck.
Typischerweise werden die Verfahrensschritte (v) und (vi) in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt - es wird also zunächst die Lichtquelle eingesetzt und anschließend das optische Element. Falls Lichtquelle und optisches Element, beispielsweise durch eine Fassung, zu einem einzelnen Bauteil zusammengefasst, können sie simultan eingesetzt werden.
Das Verbinden der Lichtquelle mit den Leitungen in Verfahrensschritt (v) erfolgt bevorzugt durch Löten, insbesondere Ultraschall-Löten, oder durch einen elektrisch leitfähigen Klebstoff. Das Verbindungsmaterial (Lotmasse oder Klebstoff) wird vor Verfahrensschritt (v) auf die Kontaktflächen der Lichtquelle oder die Kontaktflächen der Leitungen aufgebracht.
Die Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer erfindungsgemäßen Fahrzeug- Dachscheibe in einem Fahrzeug, bevorzugt Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen. Die Lichtquelle wird dabei bevorzugt als Leselicht. Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung ist eine schematische Darstellung und nicht maßstabsgetreu. Die Zeichnung schränkt die Erfindung in keiner Weise ein. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrzeug- Dachscheibe,
Fig. 2 einen Querschnitt entlang X-X‘ durch die Fahrzeug-Dachscheibe aus Figur 1 ,
Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Abschnitt der Fahrzeug-Dachscheibe aus Figur 1 mit einer Ausnehmung A, jedoch ohne die Lichtquelle 4 und das optische Element 5,
Fig. 4 einen Querschnitt entlang X-X‘ durch eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrzeug-Dachscheibe,
Fig. 5 einen Querschnitt entlang X-X‘ durch eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrzeug-Dachscheibe.
Figur 1 , Figur 2 und Figur 3 zeigen je ein Detail einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrzeug-Dachscheibe. Die Fahrzeugdachscheibe ist eine Verbundscheibe aus einer Außenscheibe 1 und einer Innenscheibe 2, die über eine thermoplastischen Zwischenschicht 3 miteinander verbunden sind. Die Außenscheibe 1 und die Innenscheibe 2 bestehen beispielsweise aus Kalk-Natron-Glas und weisen beispielsweise eine Dicke von 2,1 mm auf. Die Zwischenschicht ist aus einer Folie auf Basis von PVB ausgebildet mit einer Dicke von beispielsweise 0,76 mm. In einem umlaufenden Randbereich weist die Fahrzeug- Dachscheibe einen opaken Maskierungsbereich auf, der beispielsweise durch einen schwarzen Abdeckdruck 10 auf der zur Zwischenschicht 3 hingewandten, innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe 1 realisiert ist. Die Außenscheibe 1 ist in Einbaulage der äußeren Umgebung, die Innenscheibe 2 dem Fahrzeug-Innenraum zugewandt.
Die zur Zwischenschicht 3 hingewandten, innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe 1 ist außerdem mit einer transparenten, elektrisch leitfähigen Beschichtung 8 versehen. Die Beschichtung 8 ist beispielsweise als Sonnenschutzbeschichtung vorgesehen und umfasst eine oder mehrere dünne Silberschichten sowie dielektrische Schichten. Die Fahrzeug-Dachscheibe weist vier Ausnehmungen A auf. Jede Ausnehmung A ist eine Durchführung durch die Innenscheibe 2 und die Zwischenschicht 3. In der Ausnehmung A ist die leitfähige Beschichtung 8 demnach exponiert.
In die Ausnehmung A ist eine Lichtquelle 4 eingesetzt. Die Lichtquelle 4 ist eine Leuchtdiode (LED), deren elektrische Kontaktfläche direkt mit der Beschichtung 8 in Kontakt stehen. Die Kontaktflächen sind beispielsweise über eine Lotmasse oder einen elektrisch leitfähigen Klebstoff mit elektrischen Leitungen 6.1 , 6.2 verbunden, welche durch Isolierungslinien aus der Beschichtung 8 ausgebildet sind. Die Leitungen 6.1 , 6.2 dienen dem Anschluss der Lichtquelle 4 an den Plus- und den Minuspol einer Spannungsquelle, insbesondere der Bordelektrik des Fahrzeugs. Die Leitungen 6.1 , 6.2 verlaufen von der Lichtquelle 4 bis zum Randbereich der Fahrzeug-Dachscheibe, wo sie beispielsweise mit Flachbandleitern kontaktiert sind, über welche die Verbindung zur Spannungsquelle hergestellt wird. Zur Verbindung mit den Kontakten der Lichtquelle 4 können die Leitungen 6.1 , 6.2 nicht dargestellte Kontaktflächen innerhalb der Ausnehmung A aufweisen, die beispielsweise durch einen silberhaltigen Siebdruck auf der Beschichtung 8 ausgebildet sind.
Die Lichtquelle 4 ist auf den Innenraum des Fahrzeugs gerichtet. Im Strahlengang der Lichtquelle 4 ist ein optisches Element 5 angeordnet, welches ebenfalls in die Ausnehmung A eingesetzt. Das optische Element 5 dient der Strahlformung des Lichts der Lichtquelle 4 und ist beispielsweise als Fresnel-Linse oder TIR-Linse aus transparentem Polycarbonat ausgebildet.
Das optische Element 5 ist direkt in die Durchführung durch die Innenscheibe 2 eingeklemmt. Diese Durchführung ist konisch ausgebildet und verjüngt sich ausgehend von der zur Zwischenschicht 3 hingewandten, außenseitigen Oberfläche bis zur von der Zwischenschicht 3 abgewandten, innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe 2. Das optische Element weist seitlich angeordnete, elastische Rastnasen auf, welche direkt an der Kantenfläche der Durchführung anliegen und eine kraftschlüssige Verbindung zu dieser herstellen. Durch die konische Ausbildung der Durchführung ist die Verbindung noch stabiler. Das optische Element 5 ist dadurch stabil in der Ausnehmung A fixiert.
Insgesamt sind vier der Ausnehmungen A mit Lichtquellen 4 und optischen Elementen 5 vorhanden. Die Lichtquellen 4 sind dabei derart über die Dachscheibe verteilt, das jede Lichtquelle 4 einem der Fahrzeuginsassen (Fahrer, Beifahrer, Rückbank rechts, Rückbank links) zugeordnet ist und oberhalb seines Sitzplatzes angeordnet ist. Die Lichtquellen 4 dienen beispielsweise als Leselicht für die Fahrzeug-Insassen.
Da die elektrischen Leitungen 6.1 , 6.2 und das optische Element 5 transparent sind, ist die Integration der Leselichter optisch unauffällig. Zudem können das optische Element 5 und die Lichtquelle 4 einfach über die von der Zwischenschicht 3 abgewandte, innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe 2 entnommen werden, beispielsweise zu Wartungs- Reparaturoder Austauschzwecken. Beispielsweise können die Rastnasen des optischen Elements mit einem Werkzeug zusammengedrückt werden, um das optische Element 5 zu entnehmen.
Jeder Lichtquelle 4 ist eine kapazitive Schaltfläche 9 zugeordnet, welche in ihrer Nähe angeordnet ist. Durch die Schaltflächen 9 können die Bediener die Lichtquellen 4 unabhängig voneinander ein- und ausschalten, so dass jeder Fahrzeug-Insasse sein Leselicht unabhängig von der anderen bedienen kann. Die Schaltfläche 9 ist ebenfalls aus der Beschichtung 8 ausgebildet. Durch Isolierungslinien sind in der Beschichtung 8 eine erste Flächenelektrode 9.1 und eine zweite Flächenelektrode 9.2 realisiert sowie Leitungen 9.3, 9.4, welche jeweils von einer Flächenelektrode 9.1 , 9.2 bis zum Randbereich der Dachscheibe verlaufen, um dort beispielsweise mit Flachleitern elektrisch kontaktiert und mit einer Steuerungseinheit verbunden zu werden. Die Flächenelektroden 9.1 , 9.2 sind kapazitiv gekoppelt und registrieren die Annäherung eines Fingers infolge einer dadurch verursachten Kapazitätsänderung. Dies wird von der Steuerungseinheit registriert, wodurch ein Schaltvorgang ausgelöst wird, um die Lichtquelle 4 ein- beziehungsweise auszuschalten.
Die Leitungen 6.1 , 6.2 für die Lichtquelle 4 und die Schaltfläche 9 können alternativ auch aus zwei verschiedenen Beschichtungen ausgebildet werden. Beispielsweise können die Leitungen für die Lichtquelle 4 aus der Beschichtung 8 auf der innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe 1 ausgebildet werden und die Flächenelektroden 9.1 , 9.2 und die Leitungen 9.3, 9.4 auf einer Trägerfolie zwischen zwei thermoplastischen Schichten der Zwischenschicht 3 bereitgestellt werden.
Figur 4 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrzeug-Dachscheibe. Die Außenscheibe 1 und die Innenscheibe 2 sind ausgebildet wie in der Ausgestaltung der Figuren 1-3. Die Zwischenschicht 3 umfasst zwei thermoplastische Schichten 3.1 , 3.2, welche jeweils beispielsweise aus einer Folie auf Basis von PVB mit einer Dicke von beispielsweise 0,38 mm ausgebildet und flächig übereinander angeordnet sind.
Zwischen die thermoplastischen Schichten 3.1 , 3.2 ist lokal eine Trägerfolie 3c eingelegt, welche auf der zur Innenscheibe 2 hingewandten Oberfläche mit einer transparenten, elektrisch leitfähigen, beispielsweise silberhaltigen Beschichtung 8 versehen ist. Die Trägerfolie 3c erstreckt sich vom Randbereich der Dachscheibe bis unter die Ausnehmung A. Die Ausnehmung A ist hier ausgebildet aus einer Durchführung durch die Innenscheibe 2 und eine Durchführung durch die mit dieser in Kontakt stehenden ersten thermoplastischen Schicht 3a. Die Beschichtung 8 auf der Trägerfolie 3c ist in der Ausnehmung A exponiert. Durch die Beschichtung 8 sind die elektrischen Leitungen 6.1 , 6.2 zum Anschluss der Lichtquelle 4 ausgebildet.
Die Trägerfolie 3c ist beispielsweise streifenartig ausgebildet, wobei die äußeren Begrenzungen der Gesamtheit der Leitungen 6.1 , 6.2 aus Figur 3 auch die äußeren Begrenzungen der Trägerfolie 3c bildet. Die beiden Leitungen 6.1 , 6.2 können dann durch eine Isolierungslinie in der Beschichtung 8 voneinander getrennt werden. Für die kapazitive Schaltfläche 9 kann eine weitere Trägerfolie eingelegt werden, aus deren Beschichtung die Flächenelektroden 9.1 , 9.2 ausgebildet sind. Alternativ ist es auch möglich, die Leitungen 6.1 , 6.2 und die Schaltfläche 9 aus der Beschichtung 8 einer gemeinsamen Trägerfolie 3c auszubilden.
Die Lichtquelle 4 und das optische Element 5 sind wiederum in die Ausnehmung eingesetzt. Die Lichtquelle 4 ist an die Leitungen 6.1 , 6.2 der Trägerfolie 3c angeschlossen. Das optische Element 5 ist mittels seitlicher Rastnasen direkt in die Durchführung der Innenscheibe 2 eingeklemmt, welche zu diesem Zweck konisch ausgebildet ist.
Figur 5 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrzeug-Dachscheibe. Die Außenscheibe 1 und die Innenscheibe 2 sind ausgebildet wie in der Ausgestaltung der Figuren 1 -3. Die Zwischenschicht 3 ist wieder aus einer einzelnen Folie auf Basis von PVB mit einer Dicke von 0,76 mm ausgebildet. Die Zwischenschicht 3 weist hier aber keine Durchführung auf. Die Ausnehmung 4 ist nur durch eine Durchführung durch die Innenscheibe 2 ausgebildet. In die Ausnehmung 4 ist eine Fassung 7 eingesetzt, welche die Kantenfläche der Durchführung durch die Innenscheibe 2 bedeckt und sich auf einen umliegenden Bereich der von der Zwischenschicht 3 abgewandten, innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe 2 erstreckt. Die Fassung 7 ist beispielsweise aus transparentem Polycarbonat ausgebildet.
Die von der Zwischenschicht 3 abgewandte, innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe 2 ist mit einer transparenten, elektrisch leitfähigen Beschichtung 8 versehen. Die Beschichtung 8 ist beispielsweise eine emissivitätsmindernde Beschichtung, die eine dünne Schicht auf Basis von ITO und dielektrische Schichten umfasst. Die Beschichtung 8 ist korrosionsbeständig, so dass sie auf der exponierten Oberfläche der Innenscheibe 2 eingesetzt werden kann. Aus der Beschichtung 8 sind durch Isolierungslinien zwei elektrische Leitungen 6.1 , 6.2 ausgebildet, die der Kontaktierung der Lichtquelle 4 dienen und die jeweils mit einer elektrischen Anschlussfläche in dem Abschnitt der Fassung 7 in Kontakt stehen, der sich auf die innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe 2 erstreckt.
Die Fassung 7 ist mit einer sackartigen Ausnehmung versehen, die zur innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe 2 geöffnet ist. In diese Ausnehmung ist die Lichtquelle 4 eingesetzt, die mit Kontaktfläche auf der Bodenfläche der Fassung 7 in Kontakt steht. Die Kontakt- und Anschlussflächen der Fassung 7 sind über elektrische Leiter, die beispielsweise als Drähte im Innern der Fassung 7 verlaufen, miteinander verbunden, so dass über die Fassung 7 eine elektrische Verbindung zwischen den elektrischen Leitungen 6.1 , 6.2 und der Lichtquelle 4 hergestellt wird. Das optische Element 5 ist ebenfalls in die Ausnehmung der Fassung 7 eingesetzt und dort eingerastet. Beispielsweise kann das optische Element 5 wieder mit Rastnasen ausgebildet sein, die in komplementäre Öffnungen der Fassung 7 eingreifen, oder die Fassung 7 kann mit Rastnasen ausgestattet sein, die sich über dem optischen Element 5 schließen.
Die Schaltfläche 8 kann ebenfalls durch Isolierungslinien aus der Beschichtung 8 ausgebildet sein. Alternativ kann beispielsweise ein mehrschichtiger Aufbau der Zwischenschicht 3 wie in Figur 4 gewählt werden, wobei die Flächenelektroden 9.1 , 9.2 auf einer eingelegten Trägerfolie 3c bereitgestellt werden. Bezugszeichenliste:
(1) Außenscheibe
(2) Innenscheibe
(3) thermoplastische Zwischenschicht
(3a) erste Schicht der Zwischenschicht 3
(3b) zweite Schicht der Zwischenschicht 3
(3c) T rägerfolie in der Zwischenschicht 3
(4) Lichtquelle
(5) optisches Element
(6.1, 6.2) elektrische Leitungen zum Anschluss der Lichtquelle 4
(7) Fassung
(8) transparente, elektrisch leitfähige Beschichtung
(9) Schaltfläche
(9.1) erste Flächenelektrode der Schaltfläche 9
(9.2) zweite Flächenelektrode der Schaltfläche 9
(9.3) Leitung der ersten Flächenelektrode 9.1
(9.4) Leitung der zweiten Flächenelektrode 9.2
(10) Abdeckdruck
(A) Ausnehmung
X-X‘ Schnittlinie

Claims

Patentansprüche Fahrzeug-Dachscheibe, umfassend eine Außenscheibe (1) und eine Innenscheibe (2), die über eine thermoplastische Zwischenschicht (3) miteinander verbunden sind, welche mindestens eine Ausnehmung (A) aufweist, die mindestens durch eine Durchführung durch die Innenscheibe (2) gebildet ist und sich davon ausgehend optional in die oder durch die Zwischenschicht (3) erstreckt, wobei in die Ausnehmung (A) eine Lichtquelle (4) und ein optisches Element (5) derart eingesetzt sind, dass die Lichtquelle (4) einen geringeren Abstand zur Außenscheibe (1) aufweist als das optische Element (5) und die Lichtquelle (4) auf das optische Element (5) gerichtet ist, und wobei die Fahrzeug-Dachscheibe außerdem mit elektrischen Leitungen (6.1 , 6.2) ausgestattet ist, welche mit der Lichtquelle (4) verbunden sind. Fahrzeug-Dachscheibe nach Anspruch 1 , wobei die Durchführung durch die Innenscheibe (2) durch eine umlaufende Kantenfläche begrenzt wird und das optische Element (5)
- kraftschlüssig direkt in die Durchführung eingeklemmt ist,
- kraftschlüssig in eine Fassung (7) eingeklemmt ist, welche die Kantenfläche bedeckt oder
- formschlüssig mit einer Fassung (7) verrastet ist, welche die Kantenfläche bedeckt, wobei das optische Element (5) oder die Fassung (7) mit elastisch verformbaren Rastnasen ausgestattet ist. Fahrzeug-Dachscheibe nach Anspruch 1 oder 2, wobei das optische Element (5) eine Linse ist, bevorzugt eine Fresnel-Linse oder eine TIR-Linse. Fahrzeug-Dachscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Durchführung durch die Innenscheibe (2) durch eine umlaufende Kantenfläche begrenzt wird und derart konisch ausgebildet ist, dass sie sich ausgehend von der zur Zwischenschicht (3) hingewandten Oberfläche der Innenscheibe (2) verjüngt, und wobei das optische Element (5) direkt in die Durchführung eingeklemmt ist. Fahrzeug-Dachscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Durchführung durch die Innenscheibe (2) durch eine umlaufende Kantenfläche begrenzt wird und mit einer Fassung (7) versehen ist, welche die Kantenfläche bedeckt und in welche das optische Element (5) eingesetzt ist. Fahrzeug-Dachscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Ausnehmung (A) durch eine Durchführung durch die Innenscheibe (2) und die gesamte Zwischenschicht (3) gebildet ist und wobei die Leitungen (6.1 , 6.
2) aus einer transparenten, elektrisch leitfähigen Beschichtung (8) auf der zur Zwischenschicht (3) hingewandten Oberfläche der Außenscheibe (1) ausgebildet sind. Fahrzeug-Dachscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Zwischenschicht
(3) mindestens zwei thermoplastische Schichten (3a, 3b) umfasst, und wobei die Ausnehmung (A) durch eine Durchführung durch die Innenscheibe (2) und die an die Innenscheibe (2) angrenzende thermoplastische Schicht (3a) gebildet ist, und wobei zwischen den besagten thermoplastischen Schichten (3a, 3b) in einem die Ausnehmung (A) enthaltenden Bereich der Fahrzeug-Dachscheibe eine Trägerfolie (3c) angeordnet ist, und wobei die Leitungen (6.1 , 6.2) aus einer transparenten, elektrisch leitfähigen Beschichtung (8) auf der Trägerfolie (3c) ausgebildet sind. Fahrzeug-Dachscheibe nach Anspruch 5, wobei die Leitungen (6.1 , 6.2) aus einer transparenten Beschichtung (8) auf der zur Zwischenschicht (3) hingewandten Oberfläche der Innenscheibe (2) oder auf der von der Zwischenschicht (3) abgewandten Oberfläche der Innenscheibe (2) ausgebildet sind, und wobei die Lichtquelle (4) ebenfalls in die Fassung (7) eingesetzt ist und über in die Fassung (7) integrierte Verbindungsleiter mit den Leitungen (6.1 , 6.2) verbunden ist. Fahrzeug-Dachscheibe nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Leitungen (6.1 , 6.2) derart dimensioniert sind, dass sie zugleich einen Vorwiderstand für die Lichtquelle
(4) bilden. Fahrzeug-Dachscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das optische Element (5) aus einem transparenten Polymer gefertigt ist, bevorzugt aus Polycarbonat (PC), Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Polyethylenterephthalat (PET). Fahrzeug-Dachscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, welche eine kapazitive Schaltfläche (9) zum Ein- und Ausschalten der Lichtquelle (4) enthält, wobei jeder Lichtquelle (4) eine eigene Schaltfläche (9) zugeordnet ist, falls eine Mehrzahl von Lichtquellen (4) vorhanden ist. Fahrzeug-Dachscheibe nach Anspruch 11 , sofern rückgezogen auf einen der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Schaltfläche (9) aus derselben Beschichtung (8) ausgebildet ist wie die Leitungen (6.1 , 6.2). Verfahren zur Herstellung einer Fahrzeug-Dachscheibe, wobei
(i) eine Außenscheibe (1), eine Innenscheibe (2) und mindestens eine thermoplastische Schicht bereitgestellt werden,
(ii) eine Durchführung durch die Innenscheibe (2) und optional durch die thermoplastische Schicht erzeugt wird,
(iii) die Außenscheibe (1), die mindestens eine thermoplastische Schicht und die Innenscheibe (2) in der angegebenen Reihenfolge zu einem Schichtstapel angeordnet werden, wobei die Durchführung der Innenscheibe (2), gegebenenfalls zusammen mit der die Durchführung der mindestens einen thermoplastischen Schicht, eine Ausnehmung (A) ausbildet,
(iv) der Schichtstapel zu einer Verbundscheibe laminiert wird, wobei aus der mindestens einen thermoplastischen Schicht eine thermoplastische Zwischenschicht (3) erzeugt wird,
(v) in die Ausnehmung (A) eine Lichtquelle (4) derart eingesetzt wird, dass ihre Strahlrichtung von der Außenscheibe (1) abgewandt ist, und die Lichtquelle (4) mit elektrischen Leitungen (6) verbunden wird, welche auf einer Oberfläche der Außenscheibe (1) oder der Innenscheibe (2) oder innerhalb der Zwischenschicht (3) vorhanden sind,
(vi) in den Strahlengang der Lichtquelle (4) ein optisches Element (5) in die Ausnehmung (A) eingesetzt wird. 14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Außenscheibe (1) und die Innenscheibe (2) vor dem Anordnen des Schichtstapels gebogen werden, und wobei die Durchführung durch Laserbohren in der gebogenen Innenscheibe (2) erzeugt wird. 15. Verwendung einer Fahrzeug-Dachscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 12 in einem
Kraftfahrzeug, wobei die Lichtquelle (4) als Leselicht eingesetzt wird.
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