WO2024089129A1 - Laminated pane with locally increased surface compressive stress and vehicle with such a laminated pane - Google Patents

Laminated pane with locally increased surface compressive stress and vehicle with such a laminated pane Download PDF

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WO2024089129A1
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compressive stress
composite
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PCT/EP2023/079829
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Emmanuel WALCH
Malte LINN
Martin LAKSHMANAN
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Saint-Gobain Glass France
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Definitions

  • the invention relates to a composite pane with a partially increased surface compressive stress, a method for its production and its use. Furthermore, the invention extends to a vehicle with the composite pane according to the invention.
  • Modern motor vehicles are fitted with a large number of airbags as standard as an important part of their safety equipment. These are designed to protect the vehicle occupants in the event of an external force acting on the vehicle, for example caused by a vehicle collision.
  • An airbag is an impact cushion that is inflated within milliseconds by a nylon bag being explosively filled with gas from a gas generator. When deployed, airbags can prevent vehicle occupants from colliding with parts of the vehicle interior.
  • the gas filling of airbags is triggered by strong negative accelerations of the vehicle, which are far greater than those that occur when the vehicle brakes hard.
  • the vehicle has corresponding acceleration sensors, which are typically linked to a central control unit for the airbags.
  • the use of pressure sensors, particularly in the side area of the vehicle is also known, through which airbags can be triggered early in the event of a side collision.
  • a key task is played by the front airbags, which are installed in the area of the steering wheel (driver) or dashboard (passenger).
  • the front airbags are deployed in particular in the event of a frontal collision between the driver and passenger and the front of the vehicle and support the head and chest area of the driver and passenger, thereby preventing the driver and passenger from hitting their heads on the steering wheel or dashboard.
  • front airbags When deployed, front airbags come into contact with the windshield, with the windshield serving as a counter surface or abutment when the front airbags deploy.
  • the windshield therefore provides a counterforce that enables the front airbags to deploy correctly.
  • the size and position of the contact surface depend on the design of the front airbag and the vehicle's concept. For example, the contact surface is located at about the height of the driver and front passenger's heads.
  • the automotive industry is currently trying to reduce the weight of motor vehicles, which goes hand in hand with reduced fuel consumption. A significant contribution to this can be made by reducing the weight of the glazing, which can be achieved in particular by reducing the thickness of the panes. Such thin panes are particularly thicker than 2 mm. Despite the reduced pane thickness, however, the requirements for stability and break resistance of the panes must be guaranteed.
  • Glass panes can be tempered to increase their stability. In most cases, panes in vehicles are thermally tempered, with the tempering being created by cooling the panes appropriately. However, thermal tempering of thin panes results in lower tempering for physical reasons. Chemically tempered panes are also known in the vehicle sector, for example from DE 1946358 A1. The chemical composition of the glass in the area of the surface is usually changed by ion exchange. As explained in GB 1339980 A, for example, higher tempering and thus better stability can be achieved here than with thermal tempering. Since the ion exchange is limited to a surface zone by diffusion, chemical tempering is particularly suitable for thin panes. Laminated glass with chemically tempered, thin panes is also known from WO 2012/051038 A1.
  • WO 2020/020937 A1 discloses a composite pane for vehicles that can also be used as a windshield.
  • the inner pane of the composite pane can be chemically toughened on one or both surfaces, whereby in the design with only one chemically toughened surface, the interior-side surface (side IV) of the inner pane is chemically toughened.
  • WO 2019/245819 A1 discloses a windshield in which both surfaces are chemically tempered, with predetermined breaking points being provided for individual non-chemically tempered areas.
  • the explosive inflation of a front airbag causes the composite pane to bend outwards at the contact surface where the front airbag comes into contact with the composite pane when it is deployed, which locally subjects the composite pane to a combined tensile and compressive load.
  • a compressive load occurs on the interior surfaces of the composite pane and a tensile load occurs on the surfaces facing outwards.
  • the pressure load on the interior surfaces of the laminated pane is not particularly critical, but the tensile load on the surfaces facing the outside, especially on the outside surface of the inner pane, can cause microcracks that are always present in the pane to expand into macroscopic cracks and ultimately cause the pane to break.
  • the windshield is then no longer sufficiently stiff or stable to provide the appropriate counterforce for the correct deployment of the front airbag. It can therefore no longer be ensured that the front airbag will deploy in the desired manner and its proper function is no longer guaranteed. This is very detrimental to the safety of the vehicle occupants in the front area of the vehicle, particularly in the event of a frontal collision, where front airbags are particularly important.
  • the invention addresses the above problem.
  • the present invention is therefore based on the object of providing an improved composite pane with which the aforementioned disadvantage can be avoided.
  • the composite pane has sufficient rigidity or stability to be able to serve as an abutment for an inflating front airbag.
  • the object of the present invention is achieved according to the invention by a composite pane according to claim 1. Preferred embodiments are evident from the subclaims.
  • the invention relates to a composite pane for a motor vehicle that has one or more airbags that come into contact with the composite pane when deployed.
  • the invention relates to a composite pane in the form of a windshield for a motor vehicle that has one or more front airbags that come into contact with the windshield when deployed.
  • the composite pane is intended to separate the interior from the outside environment in a window opening of a motor vehicle.
  • the inner pane refers to the pane of the composite pane that faces the vehicle interior (when installed).
  • the outer pane refers to the pane that faces the outside environment (when installed).
  • the composite pane according to the invention preferably a windshield, comprises an outer pane and an inner pane, which are firmly connected to one another by at least one thermoplastic intermediate layer arranged between the outer and inner panes.
  • the outer and inner panes are typically made of glass.
  • the composite pane can therefore also be referred to as laminated glass.
  • the composite pane has in particular an upper edge and a lower edge, as well as two side edges running between them.
  • the upper edge refers to the edge which is intended to point upwards in the installed position.
  • the lower edge refers to the edge which is intended to point downwards in the installed position.
  • the upper edge is often referred to as the roof edge and the lower edge as the engine edge.
  • the outer pane and the inner pane each have an outer side and an inner side surface and a circumferential side edge.
  • the term outer surface refers to the main surface which is intended to face the outside environment in the installed position.
  • the term inner side surface refers to the main surface which is intended to face the interior in the installed position.
  • the interior side surface of the outer pane and the outer side surface of the inner pane face each other and are connected to each other by the thermoplastic intermediate layer.
  • the outer side surface of the outer pane is referred to as side I.
  • the interior side surface of the outer pane is referred to as side II.
  • the outer side surface of the inner pane is referred to as side III.
  • the interior side surface of the inner pane is referred to as side IV.
  • the interior surface (side IV) of the inner pane has at least one airbag contact area, which is intended for the surface contact of an inflating airbag, in particular a front airbag, of the motor vehicle.
  • the at least one airbag contact area is defined as the area of the interior surface of the inner pane on which the inflating airbag comes into surface contact.
  • the airbag contact area is not designed or marked in any special way, but results solely from the surface contact between the inner pane and the front airbag during the deployment of the front airbag.
  • the size of the airbag contact area depends on the respective design of the motor vehicle, windscreen and airbag. In any case, the airbag contact area is only a partial area of the composite pane, i.e.
  • the composite pane in the form of a windshield generally has two or more airbag contact surfaces, typically at least one each for the driver's front airbag and the passenger's front airbag.
  • the statements regarding the at least one airbag contact area relate in particular to the state of the composite pane installed in the vehicle, i.e. to the vehicle with the composite pane.
  • the inner pane has at least one prestressing area in some areas (i.e. not on the entire surface).
  • only the outside surface (side III) of the inner pane when viewed vertically through the composite pane, has at least one chemically prestressed prestressing area with increased surface compressive stress in complete overlap with the at least one airbag contact area or in complete overlap with the multiple airbag contact areas.
  • the surface compressive stress is increased in relation to the other surface areas of the inner pane that do not belong to the prestressing area (e.g. interior-side surface of the inner pane).
  • the invention can therefore advantageously reduce the risk that the high tensile load on side III (outer surface) of the inner pane, which occurs due to the flat contact of one or more airbags, will cause cracks to form on the inner pane and the inner pane or composite pane to break.
  • the increased surface compressive stress in the at least one prestressing area counteracts the local tensile load when the composite pane bends outwards.
  • the surface of the inner pane is chemically tempered in some areas, whereby the at least one tempering area of the outer surface (side III) of the inner pane only partially extends over the total surface of the two Main surfaces of the inner pane, ie the outside surface (side III) and the inside surface (side IV) of the inner pane.
  • the at least one prestressing region of the outside surface (side III) of the inner pane does not extend over the entire surface, which results from the outside surface (side III) and the inside surface (side IV) of the inner pane, and is thus only formed locally.
  • the invention therefore relates to a composite pane for a motor vehicle, comprising an outer pane with an outer surface and an interior surface, an inner pane with an outer surface and an interior surface, at least one thermoplastic intermediate layer which is arranged between the outer pane and the inner pane and firmly connects them to one another, wherein the interior surface of the inner pane has one or more airbag contact areas, each of which is intended for the flat contact of an inflating airbag of the motor vehicle, characterized in that the inner pane has at least one chemically prestressed prestressing area with increased surface compressive stress only on the outer surface, when viewed perpendicularly through the composite pane, in complete overlap with the one or more airbag contact areas.
  • the invention also relates in particular to a composite pane for a motor vehicle, comprising an outer pane with an outer surface and an interior surface, an inner pane with an outer surface and an interior surface, at least one thermoplastic intermediate layer which is arranged between the outer pane and the inner pane and firmly connects them to one another, characterized in that the inner pane has at least one chemically prestressed prestressing region with increased surface compressive stress only on the outer surface.
  • only a single prestressing area of the outside surface (side III) of the inner pane is provided, which extends over the entire outside surface (side III) of the inner pane.
  • the prestressing area is arranged, when viewed through the composite pane, in complete overlap with the one or more airbag contact areas of the interior surface (side IV) of the inner pane.
  • one or more prestressing regions of the outer surface (side III) of the inner pane are provided with increased surface compressive stress, each of which does not extend over the entire outer surface (side III) of the inner pane.
  • each prestressing region of the outer surface (side III) of the inner pane is at least partially, in particular completely, surrounded by a surrounding region of the outer surface (side III) of the inner pane, wherein the surface compressive stress of the prestressing region is increased in relation to the surrounding region.
  • the surrounding region of a prestressing region has no surface compressive stress or at least a lower surface compressive stress than the prestressing region.
  • the prestressing regions are thus each designed in the form of a local region of the outer surface (side III) of the inner pane.
  • Each prestressing region is advantageously designed such that a single airbag contact region is completely covered.
  • the prestressing region has a shape that is the same as the shape of the airbag contact region.
  • the outer pane is provided with a chemical prestress in certain areas.
  • the surface compressive stress is increased in relation to the other surface areas of the outer pane that do not belong to the prestressing area (e.g. interior side surface of the outer pane).
  • the at least one prestressing region of the outside surface (side I) of the outer pane extends only partially over the total surface of the two main surfaces of the outer pane, i.e. the outside surface (side I) and the inside surface (side II) of the outer pane.
  • the at least one prestressing region of the outside surface (side I) of the outer pane does not extend over the complete surface that results from the outside surface (side I) and the inside surface (side II) of the outer pane. is therefore only formed locally.
  • This measure can further improve the fracture stability of the composite pane, so that the risk of reduced stiffness of the composite pane when the airbags, particularly front airbags, are deployed is advantageously further reduced.
  • a single prestressing region of the outside surface (side I) of the outer pane is provided, which extends over the entire outside surface (side I) of the outer pane.
  • the prestressing region is arranged in complete overlap with the one or more airbag contact regions of the interior surface (side IV) of the inner pane.
  • one or more prestressing regions of the outside surface (side I) of the outer pane are provided with increased surface compressive stress, each of which does not extend over the entire outside surface (side I) of the outer pane.
  • each prestressing region of the outside surface (side I) of the outer pane is at least partially, in particular completely, surrounded by a surrounding region of the outside surface (side I) of the outer pane, wherein the surface compressive stress of the prestressing region is increased in relation to the surrounding region.
  • the surrounding region of a prestressing region has no surface compressive stress or at least a lower surface compressive stress than the prestressing region.
  • the prestressing regions are thus designed in the form of local regions of the outside surface (side I) of the outer pane.
  • Each prestressing region is advantageously designed such that a single airbag contact region is completely covered.
  • the prestressing region has a shape that is the same as the shape of the airbag contact region.
  • a prestressing area is defined as an area of the outside surface of the inner pane or an area of the outside surface of the outer pane with increased surface compressive stress.
  • a prestressing area of the outside surface (side III) of the inner pane has an increased surface compressive stress in relation to the inside surface (side IV) of the inner pane. If the prestressing area does not extend over the entire outside surface (side III) of the inner pane, the prestressing region also has an increased surface compressive stress in relation to the surrounding area of the prestressing region. In any case, the interior surface (side IV) of the inner pane does not have a prestressing region with an increased surface compressive stress.
  • a prestressing region of the exterior surface (side I) of the outer pane has an increased surface compressive stress in relation to the interior surface (side II) of the outer pane. If the prestressing region does not extend over the entire exterior surface (side I) of the outer pane, the prestressing region also has an increased surface compressive stress in relation to the surrounding area of the prestressing region. In any case, the interior surface (side II) of the outer pane does not have a prestressing region with an increased surface compressive stress.
  • tempering can be achieved thermally or chemically, whereby chemical tempering changes the chemical composition of the glass in the area of the surface by ion exchange.
  • Ion exchange is limited to a shallow surface zone by the diffusion of exchange ions.
  • each chemically prestressed prestressing region has exchange ions for sodium ions, wherein an ion radius of the exchange Ions is smaller than the ionic radius of sodium ions.
  • the exchange ions are preferably lithium ions.
  • T g glass transition temperature
  • the outer pane and the inner pane can in principle have any chemical composition known to the person skilled in the art.
  • the outer pane and the inner pane preferably contain or consist of glass, particularly preferably flat glass, float glass, quartz glass, borosilicate glass, soda-lime glass or alumino-silicate glass. It is also conceivable that the outer pane consists of a clear plastic, preferably a rigid clear plastic, in particular polyethylene, polypropylene, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polystyrene, polyamide, polyester, polyvinyl chloride and/or mixtures thereof.
  • the outer and inner panes can contain or consist of soda-lime glass or borosilicate glass, for example.
  • the inner pane and optionally the outer pane must of course be suitable for chemical tempering and in particular have a suitable proportion of alkali elements, preferably sodium.
  • alkali elements preferably sodium.
  • certain chemical compositions are particularly suitable for chemical tempering. This is reflected in a high speed of the diffusion process, which leads to an advantageously short time expenditure for the tempering process and large tempering depths (compressive stress depths), which results in stable and break-resistant glasses. Such compositions can be preferred.
  • the inner and/or outer pane can contain from 40 wt.% to 90 wt.% silicon oxide (SiO2), from 0.5 wt.% to 10 wt.% aluminum oxide (AI2O3), from 1 wt.% to 20 wt.% sodium oxide (Na2O), from 0.1 wt.% to 15 wt.% potassium oxide (K2O), from 0 wt.% to 10 wt.% magnesium oxide (MgO), from 0 wt.% to 10 wt.% calcium oxide (CaO) and from 0 wt.% to 15 wt.% boron oxide (B2O3).
  • the panes can contain other components and impurities.
  • the inner and/or outer pane is made of silicate glass.
  • the inner and/or outer pane contains from 50 wt.% to 85 wt.% silicon oxide (SiO2), from 3 wt.% to 10 wt.% aluminum oxide (Al2O3), from 8 wt.% to 18 wt.% sodium oxide (Na2O), from 5 wt.% to 15 wt.% potassium oxide (K2O), from 4 wt.% to 14 wt.% magnesium oxide (MgO), from 0 wt.% to 10 wt.% calcium oxide (CaO) and from 0 wt.% to 15 wt.% boron oxide (B2O3).
  • the panes may contain other components and impurities.
  • the disks contain at least from 55 wt.% to 72 wt.% silicon oxide (SiO2), from 5 wt.% to 10 wt.% aluminum oxide (Al2O3), from 10 wt.% to 15 wt.% sodium oxide (Na2O), from 7 wt.% to 12 wt.% potassium oxide (K2O) and from 6 wt.% to 11 wt.% magnesium oxide (MgO).
  • the disks may contain other components and impurities.
  • the individual disks contain, for example, at least from 57 wt.% to 65 wt.% silicon oxide (SiO2), from 7 wt.% to 9 wt.% aluminum oxide (Al2O3), from 12 wt.% to 14 wt.% sodium oxide (Na2O), from 8.5 wt.% to 10.5 wt.% potassium oxide (K2O) and from 7.5 wt.% to 9.5 wt.% magnesium oxide (MgO).
  • the disks may contain other components and impurities.
  • the outer and inner panes have different chemical compositions.
  • a pane made of aluminosilicate glass can be combined with a pane made of conventional soda-lime glass (also known as normal glass).
  • the outer and inner panes preferably have the same chemical composition, which is particularly advantageous with regard to simple and cost-effective production of the composite pane.
  • the surface compressive stress and compressive stress depth of the chemically prestressed prestressing areas can be dimensioned as desired according to the force applied when a respective airbag is placed over the surface.
  • the inner pane and optionally the outer pane in each prestressing area have a surface compressive stress of greater than 100 MPa, in particular greater than 250 MPa and in particular greater than 350 MPa.
  • the surface compressive stress depth is for example, more than 40 pm, in particular more than 100 pm. This is advantageous with regard to the breaking strength of the pane on the one hand and requires a less time-consuming prestressing process on the other.
  • the surface compressive stress depth is at least one tenth of the thickness of the inner pane or outer pane, in particular at least one sixth of the thickness of the inner pane or outer pane, for example about one fifth of the thickness of the inner pane or outer pane.
  • surface compressive stress depth refers to the depth at which, measured from the surface of the pane, the pane has a surface compressive stress of a magnitude greater than 0 MPa.
  • the invention is particularly advantageous for thin laminated panes since the risk of cracks forming and pane breakage when an inflating airbag is deployed is particularly high.
  • the thickness of the outer pane is preferably less than 2.1 mm and is, for example, in the range from 0.5 to 1.5 mm and in particular in the range from 0.6 mm to 1.0 mm.
  • the thickness of the inner pane is preferably less than 1.6 mm and is, for example, in the range from 0.5 to 1.5 mm and in particular in the range from 0.6 mm to 1.0 mm.
  • the advantage lies in the particular stability and low weight of the laminated glass. Chemical toughening is particularly interesting for panes with such low thicknesses.
  • the outer pane is preferably thicker than the inner pane.
  • the outer pane is preferably thinner than 2.1 mm and the inner pane is preferably thinner than 1.6 mm.
  • the thermoplastic intermediate layer via which the outer pane is connected to the inner pane, contains at least one thermoplastic polymer, preferably ethylene vinyl acetate (EVA), polyvinyl butyral (PVB) or polyurethane (PU) or mixtures or copolymers or derivatives thereof, particularly preferably PVB.
  • the thermoplastic intermediate layer is typically formed from a thermoplastic film (connecting film).
  • the thickness of the thermoplastic intermediate layer is preferably from 0.2 mm to 2 mm, particularly preferably from 0.3 mm to 1 mm, for example 760 pm.
  • the thermoplastic intermediate layer can be formed by a single film or by more than one film.
  • the thermoplastic intermediate layer can also be a film with functional properties, for example a film with acoustically dampening properties.
  • the outer pane, inner pane and/or the thermoplastic intermediate layer can be clear and colorless, but also tinted or colored.
  • the total transmission through a windshield in the main viewing area is greater than 70% (illuminant type A).
  • the term total transmission refers to the procedure for testing the light transmission of motor vehicle windows specified in ECE-R 43, Annex 3, ⁇ 9.1.
  • the composite pane according to the invention can be flat. Typically, the composite pane according to the invention is slightly or strongly curved in one or more directions of space. Curved panes are often found, for example, in glazing in the automotive sector, with typical radii of curvature being in the range from about 10 cm to about 40 m.
  • the inner pane is chemically toughened in some areas.
  • the outer pane is either not chemically toughened or chemically toughened in some areas.
  • the composite pane according to the invention can comprise one or more functional intermediate layers.
  • An additional intermediate layer can in particular be an intermediate layer with acoustically dampening properties, an intermediate layer that reflects infrared radiation, an intermediate layer that absorbs infrared radiation, an intermediate layer that absorbs UV radiation, an intermediate layer that is colored at least in sections and/or an intermediate layer that is tinted at least in sections. If several additional intermediate layers are present, these can also have different functions.
  • the invention also extends to a motor vehicle with a composite pane according to the invention, which is preferably a windshield.
  • the motor vehicle has one or more airbags, in particular front airbags, which come into flat contact with the composite pane when deployed.
  • airbags in particular front airbags, which come into flat contact with the composite pane when deployed.
  • the invention shows a motor vehicle with one or more airbags, with a composite pane according to the invention, in which the interior-side surface of the inner pane has one or more airbag contact areas, each of which is intended for the surface contact of an inflating airbag of the motor vehicle, wherein the inner pane has at least one chemically prestressed prestressing area with increased surface compressive stress only on the outside surface, when viewed vertically through the composite pane, in complete overlap with the one or more airbag contact areas.
  • one or more prestressing regions of the outer surface of the inner pane are provided, wherein each prestressing region is at least partially, in particular completely, surrounded by a surrounding region of the outer surface of the inner pane, wherein the surface compressive stress of the prestressing region is increased in relation to the associated surrounding region, wherein each prestressing region is arranged in complete overlap with a single airbag contact region, and wherein in particular the shape of the prestressing region and the shape of the airbag contact region are the same.
  • the outer pane has at least one chemically prestressed prestressing region with increased surface compressive stress only on the outer surface, when viewed vertically through the composite pane, in complete overlap with the one or more airbag contact regions.
  • one or more prestressing regions of the outer surface of the outer pane are provided, wherein each prestressing region is at least partially, in particular completely, surrounded by a surrounding region of the outer surface of the outer pane, wherein the surface compressive stress of the prestressing region is increased in relation to the associated surrounding region, and wherein in particular each prestressing region is arranged in complete overlap with a single airbag contact region, wherein in particular the shape of the prestressing region and the shape of the airbag contact region are the same.
  • the invention further comprises a method for producing a composite pane according to the invention, comprising the following steps: (51) the inner pane, preferably with a thickness of less than or equal to 1.6 mm, is chemically prestressed in regions, with at least one prestressing region with increased surface compressive stress being produced only on the outer surface (side III) of the inner pane, when viewed perpendicularly through the composite pane, in complete overlap with the one or more airbag contact regions, and optionally the outer pane, preferably with a thickness of less than or equal to 2.1 mm, is chemically prestressed in regions, with at least one chemically prestressed prestressing region with increased surface compressive stress being produced only on the outer surface (side I) of the outer pane (in particular with respect to the state installed in the vehicle) when viewed perpendicularly through the composite pane (1), in complete overlap with the one or more airbag contact regions (4),
  • thermoplastic intermediate layer is arranged between the inner pane and the outer pane
  • the inner and outer panes are preferably manufactured as flat glass using the float process and cut to the desired size and shape.
  • the inner and outer panes are typically subjected to a bending process at elevated temperatures, for example at 500°C to 700°C, where they receive their final three-dimensional shape.
  • the inner and outer panes are preferably bent congruently together (i.e. at the same time and using the same tool), as this ensures that the shape of the panes is optimally coordinated for later lamination.
  • the panes are slowly cooled. Cooling too quickly creates thermal stresses in the panes, which can lead to shape changes during later chemical tempering.
  • the cooling rate up to cooling to a temperature of 400 °C is preferably from 0.05 °C/sec to 0.5 °C/sec, particularly preferably from 0.1 to 0.3 °C/sec.
  • the chemical tempering takes place below the glass transition temperature (T g ), for example at a temperature of 300 °C to 600 °C, in particular in the range of 400 °C to 500 °C.
  • T g glass transition temperature
  • the inner pane and optionally the outer pane are treated, for example, with a molten salt, for example locally coated with the molten salt (e.g. in the spin coat process).
  • the molten salt is, for example, the melt of a potassium salt, in particular potassium nitrate (KNO3) or potassium sulfate (KSO4).
  • KNO3 potassium nitrate
  • KSO4 potassium sulfate
  • the exchange of ions is determined by the diffusion of the alkali ions.
  • the desired values for the surface compressive stresses and compressive stress depths can therefore be set in particular by the temperature and duration of the tempering process. Typical times for the duration are from 2 hours to 48 hours.
  • the disc is cooled to room temperature. The disc is then cleaned, preferably with sulphuric acid (H2SO4).
  • the chemical tempering takes place above the glass transition temperature (T g ), which is typically between 500 °C and 700 °C.
  • T g glass transition temperature
  • the inner pane and optionally the outer pane are treated with a salt melt, for example, coated with the salt melt (e.g. in the spin coat process).
  • sodium ions in the glass are exchanged for smaller ions (ie ions with a smaller ionic radius), preferably lithium ions, thereby generating the desired surface compressive stresses.
  • the salt melt is preferably the melt of a lithium salt, in particular lithium nitrate (LiNOs) or lithium sulfate (U2SO4).
  • the exchange of ions is determined by the diffusion of the exchange ions.
  • the desired values for the surface compressive stresses and compressive stress depths can therefore be set in particular by the temperature and duration of the tempering process.
  • the pane After treatment with the salt melt, the pane is cooled to room temperature. The pane is then cleaned, preferably with sulfuric acid (H2SO4).
  • the glass substrate can be coated using any deposition technique, whereby a printing process such as the screen printing process commonly used in industrial glass production is preferably used.
  • a printing process such as the screen printing process commonly used in industrial glass production is preferably used.
  • a mixture of organic medium and inorganic particles containing the diffusion elements is printed onto the glass surface.
  • the diffusion elements can be present as a solid powder, eg lithium carbonate (Li 2 CC>3), or as network modifiers in silicate glass frits.
  • a silicate-based coating sol-gel
  • the wet process can be used to deposit a silicate layer rich in alkali elements such as potassium or lithium before bending.
  • the size of the alkali ions that are to diffuse into the glass is preferably smaller than the ionic radius of sodium ions, such as lithium ions.
  • the diffused ions reduce the thermal expansion coefficient of the glass in the diffusion regions. Therefore, these diffusion regions are subject to compressive stresses after cooling to room temperature.
  • a similar approach is to use a silica sol-gel layer with alkaline clusters.
  • the level of the local surface compressive stress can be adjusted by the concentration of alkali ions (such as lithium) that replace the sodium ions in the glass surface.
  • High compressive stresses can be achieved by increasing the thickness of the lithium carbonate layer and by increasing the lithium ion concentration in the silicate layers (glass frit for screen printing, silicate layer for the sol-gel coating).
  • the use of lithium-containing silicate is particularly preferred.
  • the composite pane is manufactured by lamination using conventional methods known to those skilled in the art, such as autoclave processes, vacuum bag processes, vacuum ring processes, calender processes, vacuum laminators or combinations thereof.
  • the inner pane and outer pane are usually joined together using heat, vacuum and/or pressure.
  • the invention also extends to the use of the composite pane according to the invention in motor vehicles, preferably as a windshield.
  • the invention also relates to the use of the composite pane according to the invention as a vehicle pane in motor vehicles and in particular as a windshield for a head-up display
  • Fig. 1 is a plan view of an embodiment of the composite pane according to the invention.
  • Fig. 2 is a cross-section through the embodiment shown in Figure 1,
  • Fig. 3 shows a cross section through another embodiment of the composite pane according to the invention
  • Fig. 4 is a cross-section through another embodiment of the composite pane according to the invention.
  • Fig. 5 shows an embodiment of the method according to the invention using a flow chart.
  • Figure 1 shows a plan view of an embodiment of the composite pane 100 according to the invention and Figure 2 shows the cross section through the composite pane 100 shown in Figure 1 along the section line X-X'.
  • the composite pane 100 serves here, for example, as a windshield of a motor vehicle that has airbags, in particular front airbags.
  • the composite pane 100 shown in Figures 1 and 2 has an upper edge O, a lower edge U and two side edges S.
  • the composite pane 100 further comprises an outer pane 1 with an outside surface I and an inside surface II, an inner pane 2 with an outside surface III and an inside surface IV, and a thermoplastic intermediate layer 3.
  • the thermoplastic Intermediate layer 3 is arranged between the outer pane 1 and the inner pane 2 and firmly connects them to one another.
  • the outer pane 1, the thermoplastic intermediate layer 3 and the inner pane 2 are arranged one above the other over their entire surface.
  • the composite pane 100 is used for the flat installation of an inflating airbag, here e.g. a front airbag, of the motor vehicle.
  • the top view in Figure 1 shows an example of an airbag contact area 4 on the interior surface IV of the inner pane 2.
  • the airbag contact area 4 is only shown very schematically and in practice can differ from this in size, shape and position. For example, it is the airbag contact area of a front airbag on the driver's side.
  • the composite pane 100 has a further airbag contact area on the passenger side, which is not shown in Figure 1.
  • the airbag contact area 4 only extends over part of the interior surface IV of the inner pane 2.
  • the inner pane 2 is provided with a chemical prestress in some areas to generate an increased surface compressive stress.
  • the inner pane 2 has a chemical prestress on the outside surface III, but not on the interior surface IV.
  • only a single prestressing area 5 of the outside surface III of the inner pane 2 is provided, which extends over the entire outside surface III of the inner pane 2.
  • the prestressing area 5 completely covers the airbag contact area 4. This has the advantage that no optical distortions are caused by the chemical prestressing of the entire outside surface III of the inner pane 2 to generate the increased
  • the composite pane 100 is bent outwards at the airbag contact area 4, which locally creates a combined tensile and compressive load on the Composite pane 100.
  • a large tensile load occurs, particularly on the outer surface III of the inner pane 2, which can lead to cracks widening and, as a result, to the pane breaking.
  • the pre-stressing area 5 counteracts this by increasing the compressive stress, so that the correct deployment of the airbag is ensured, since the composite pane 100 provides a counterforce as an abutment with sufficient stability.
  • Figure 3 shows a cross section through a further embodiment of the composite pane 100 according to the invention.
  • the embodiment shown in cross section in Figure 3 differs from that shown in Figure 2 only in that the prestressing region 5 of the outer surface III is not formed over the entire surface, but is only present in part of the outer surface III.
  • the prestressing region 5 with increased compressive stress is completely surrounded (in the plane of the outer surface III) by a surrounding region 6 of the outer surface III of the inner pane 2, wherein the surface compressive stress of the prestressing region 5 is increased in relation to the surrounding region 6, which has no chemical prestressing.
  • the prestressing region 5 When viewed vertically through the composite pane 100, the prestressing region 5 completely covers the airbag contact region 4.
  • the prestressing region 5 is here somewhat larger than the airbag contact region 4, wherein it is conceivable that the two regions correspond in shape and size.
  • Figure 4 shows a cross section through a further embodiment of the composite pane 100 according to the invention.
  • the embodiment shown in cross section in Figure 4 differs from that shown in Figure 2 only in that the outer pane 1 is also provided with a chemical prestress in some areas. Specifically, a prestressing area 5' with increased compressive stress is only formed on the outer surface I of the outer pane 1.
  • the prestressing area 5' of the outer surface I is not formed over the entire surface, but is only present in part of the outer surface I.
  • the prestressing area 5' In the plane of the outer pane 1, the prestressing area 5' is completely surrounded by a surrounding area 6' of the outer surface I of the outer pane 1, wherein the surface compressive stress of the prestressing area 5' is increased in relation to the surrounding area 6', which has no chemical prestress.
  • the prestressing area 5' When viewed vertically through the composite pane 100, the prestressing area 5' completely covers the airbag contact area 4.
  • the pre-tensioning area 5' is somewhat larger than the airbag contact area 4, although it is conceivable that the two areas correspond in shape and size.
  • the additional chemical pre-tensioning area 5 can reduce the risk cracking in the outside surface I can be reduced, so that safety is further improved.
  • the outer pane 1 and the inner pane 2 consist, for example, of soda-lime glass or borosilicate glass and must be suitable for chemically tempering.
  • the two panes contain a suitable proportion of sodium.
  • the intermediate layer 3 consists of a thermoplastic material such as polyvinyl butyral (PVB).
  • the thickness of the outer pane 1 is less than 2.1 mm and is, for example, in the range from 0.5 to 1.5 mm.
  • the thickness of the inner pane 2 is less than 1.6 mm and is, for example, in the range from 0.5 to 1.5 mm and in particular in the range from 0.6 mm to 1.0 mm.
  • the composite pane 100 may have any suitable geometric shape and/or curvature.
  • the composite pane 100 is a curved composite pane.
  • the composite pane 100 is the windshield of a motor vehicle.
  • FIG. 5 an embodiment of the method according to the invention is shown using a flow chart.
  • the inner pane 2 is chemically prestressed in certain areas, with a prestressing area 5 with increased surface compressive stress being generated only on the outer surface III of the inner pane 2, when viewed perpendicularly through the composite pane, in complete overlap with the airbag contact area 4.
  • the outer pane 1 is chemically prestressed in certain areas, with a chemically prestressed prestressing area 5' with increased surface compressive stress being generated only on the outer surface I of the outer pane 1 (in particular with respect to the state of the composite pane installed in the vehicle) when viewed perpendicularly through the composite pane 100, in complete overlap with the airbag contact area 4.
  • thermoplastic intermediate layer 3 is arranged between the inner pane 2 and the outer pane 1.
  • the chemically prestressed tempering regions 5, 5' can be produced by diffusing exchange ions into the glass below the glass transition temperature (T g ), for example at a temperature of 300 °C to 600 °C, in particular in the range of 400 °C to 500 °C.
  • T g glass transition temperature
  • sodium ions of the glass are exchanged for larger ions (ie ions with a larger ionic radius), in particular larger alkali ions, preferably potassium ions, thereby generating the desired surface compressive stresses.
  • the prestressing regions 5, 5' are particularly advantageously produced by diffusing exchange ions into the glass above the glass transition temperature (T g ), which is typically between 500 °C and 700 °C.
  • T g glass transition temperature
  • the sodium ions of the glass are exchanged for smaller ions (ie ions with a smaller ionic radius), preferably lithium ions, thereby generating the desired surface compressive stresses.
  • Various deposition techniques can be used to apply the exchange ions to the glass. Screen printing techniques are advantageous, in which a mixture of organic medium and inorganic particles containing the diffusion elements is printed onto the glass surface.
  • the diffusing elements can be present as a solid powder, e.g. lithium carbonate, or as network modifiers in silicate glass frits.
  • the wet process can be used to deposit a silicate layer that is rich in alkali elements such as potassium or lithium.
  • the level of the local surface tension can be adjusted by the concentration of the alkali ions (such as lithium) that replace the sodium ions in the glass surface.
  • an aqueous silicate-containing solution with a proportion of lithium or potassium is applied to the glass.
  • the lithium content can be increased up to a certain value to facilitate diffusion. If the lithium content is too high, the lithium is no longer water-soluble.
  • the ratio Li2O/SiO2 0.1 to 0.4, preferably 0.2 to 0.4.
  • the silicate solution is dried at 70 degrees to achieve a solidification of the surface.
  • the silicate solution is deposited on the surface of the glass using a spin-coat process, for example. It is also conceivable that the coating is carried out with a spray or that the solution is distributed with a rod. For example, the coating has a thickness of 1 pm.
  • the glass is then heated in an oven (convection). When produced below the glass transition temperature, the coated glass is heated for 10 minutes at 250 °C. Diffusion above the glass transition temperature is also possible.
  • the invention provides an improved composite pane with which an increased compressive stress on side III of the inner pane can reduce the risk of cracks forming on the inner pane and the inner pane breaking due to the high tensile load on side III of the inner pane that occurs due to the flat contact of one or more airbags.
  • the increased surface compressive stress counteracts the local tensile load when the composite pane bends outwards.
  • side I of the outer pane can be provided with an increased surface compressive stress in order to further reduce the risk of cracks forming.
  • the correct deployment of airbags in particular front airbags, can always be ensured even with thin composite panes by sufficient stability or rigidity of the composite pane, which serves as an abutment when the airbags are deployed and must exert a corresponding counterforce.
  • the composite pane can be manufactured efficiently and inexpensively, and the production of the composite pane can be implemented in a simple manner using common manufacturing processes.

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Abstract

The present invention relates to a laminated pane (100) for a motor vehicle, comprising - an outer pane (1) with an exterior surface (I) and an interior surface (II), - an inner pane (2) with an exterior surface (III) and an interior surface (IV), - at least one thermoplastic interlayer (3), which is arranged between the outer pane (1) and the inner pane (2) and securely connects them to one another, characterized in that the inner pane (2) has at least one chemically tempered toughened area (5) with increased surface compressive stress only on the exterior surface (III).

Description

SAINT-GOBAIN GLASS FRANCE SAINT-GOBAIN GLASS FRANCE
Verbundscheibe mit bereichsweiser erhöhter Oberflächendruckspannung sowie Fahrzeug mit derselben Composite pane with partially increased surface compressive stress and vehicle with the same
Die Erfindung betrifft eine Verbundscheibe mit einer bereichsweise erhöhten Oberflächendruckspannung, ein Verfahren zu deren Herstellung, sowie deren Verwendung. Des Weiteren erstreckt sich die Erfindung auf ein Fahrzeug mit der erfindungsgemäßen Verbundscheibe. The invention relates to a composite pane with a partially increased surface compressive stress, a method for its production and its use. Furthermore, the invention extends to a vehicle with the composite pane according to the invention.
Moderne Kraftfahrzeuge weisen als wichtigen Teil der Sicherheitsausstattung serienmäßig eine Vielzahl von Airbags auf, welche im Falle einer äußeren Krafteinwirkung auf das Fahrzeug, beispielsweise verursacht durch eine Fahrzeugkollision, die Fahrzeuginsassen schützen sollen. Bei einem Airbag handelt es sich um ein Prallkissen, das innerhalb von Millisekunden aufgeblasen wird, indem ein Nylonsack explosionsartig mit Gas aus einem Gasgenerator gefüllt wird. Durch entfaltete Airbags kann verhindert werden, dass Fahrzeuginsassen gegen Teile des Fahrzeuginnenraums stoßen. Die Gasfüllung von Airbags wird durch starke negative Beschleunigungen des Fahrzeugs ausgelöst, die weitaus größer sind als solche, die bei einer Vollbremsung des Fahrzeugs auftreten. Das Fahrzeug weist zu diesem Zweck entsprechende Beschleunigungssensoren auf, welche mit einem typischer Weise zentralen Steuergerät für die Airbags gekoppelt sind. Bekannt ist auch die Verwendung von Drucksensoren, insbesondere im Seitenbereich des Fahrzeugs, durch die Airbags im Falle einer Seitenkollision frühzeitig ausgelöst werden können. Modern motor vehicles are fitted with a large number of airbags as standard as an important part of their safety equipment. These are designed to protect the vehicle occupants in the event of an external force acting on the vehicle, for example caused by a vehicle collision. An airbag is an impact cushion that is inflated within milliseconds by a nylon bag being explosively filled with gas from a gas generator. When deployed, airbags can prevent vehicle occupants from colliding with parts of the vehicle interior. The gas filling of airbags is triggered by strong negative accelerations of the vehicle, which are far greater than those that occur when the vehicle brakes hard. For this purpose, the vehicle has corresponding acceleration sensors, which are typically linked to a central control unit for the airbags. The use of pressure sensors, particularly in the side area of the vehicle, is also known, through which airbags can be triggered early in the event of a side collision.
Eine zentrale Aufgabe kommt den Frontairbags zu, die im Bereich des Lenkrads (Fahrer) oder Armaturenbretts (Beifahrer) verbaut sind. Die Frontairbags entfalten sich insbesondere bei einer Frontalkollision zwischen Fahrer und Beifahrer und dem vorderen Fahrzeugbereich und stützen Kopf und Brustbereich von Fahrer und Beifahrer ab, wodurch verhindert wird, dass Fahrer und Beifahrer mit dem Kopf am Lenkrad bzw. Armaturenbrett aufschlagen. A key task is played by the front airbags, which are installed in the area of the steering wheel (driver) or dashboard (passenger). The front airbags are deployed in particular in the event of a frontal collision between the driver and passenger and the front of the vehicle and support the head and chest area of the driver and passenger, thereby preventing the driver and passenger from hitting their heads on the steering wheel or dashboard.
Frontairbags gelangen beim Entfalten in flächigen Kontakt mit der Windschutzscheibe, wobei die Windschutzscheibe als Gegenfläche bzw. Widerlager beim Entfalten der Frontairbags dient. Mithin stellt die Windschutzscheibe eine Gegenkraft bereit, durch die erst ein korrektes Entfalten der Frontairbags ermöglicht wird. Größe und Position der Kontaktfläche hängen von der Bauart eines Frontairbags und der Konzeption des Fahrzeugs ab. Beispielsweise befindet sich die Kontaktfläche etwa auf Höhe des Kopfes von Fahrer und Beifahrer. Aktuell ist die Fahrzeugindustrie bemüht, das Gewicht von Kraftfahrzeugen zu reduzieren, was mit einem reduzierten Treibstoffverbrauch einhergeht. Einen bedeutenden Beitrag hierzu kann eine Reduzierung des Gewichts der Verglasungen leisten, was insbesondere durch verringerte Scheibendicken zu erreichen ist. Solche dünnen Scheiben weisen insbesondere Dicken von kleiner als 2 mm auf. Trotz der verringerten Scheibendicken müssen jedoch die Anforderungen an Stabilität und Bruchfestigkeit der Scheiben gewährleistet sein. When deployed, front airbags come into contact with the windshield, with the windshield serving as a counter surface or abutment when the front airbags deploy. The windshield therefore provides a counterforce that enables the front airbags to deploy correctly. The size and position of the contact surface depend on the design of the front airbag and the vehicle's concept. For example, the contact surface is located at about the height of the driver and front passenger's heads. The automotive industry is currently trying to reduce the weight of motor vehicles, which goes hand in hand with reduced fuel consumption. A significant contribution to this can be made by reducing the weight of the glazing, which can be achieved in particular by reducing the thickness of the panes. Such thin panes are particularly thicker than 2 mm. Despite the reduced pane thickness, however, the requirements for stability and break resistance of the panes must be guaranteed.
Glasscheiben können zur Steigerung ihrer Stabilität mit einer Vorspannung versehen werden. Meist werden die Scheiben im Fahrzeugbereich thermisch vorgespannt, wobei die Vorspannung durch geeignetes Abkühlen der Scheiben erzeugt wird. Beim thermischen Vorpannen von Scheiben mit geringen Dicken ergeben sich jedoch aus physikalischen Gründen geringere Vorspannungen. Es sind auch chemisch vorgespannte Scheiben im Fahrzeugbereich bekannt, beispielsweise aus DE 1946358 A1. Üblicherweise wird hierbei durch lonenaustausch die chemische Zusammensetzung des Glases im Bereich der Oberfläche verändert. Wie beispielsweise in GB 1339980 A ausgeführt, können hierbei höhere Vorspannungen und damit eine bessere Stabilität erreicht werden als durch thermisches Vorspannen. Da der lonenaustausch durch Diffusion auf eine Oberflächenzone beschränkt ist, ist das chemische Vorspannen besonders gut für dünne Scheiben geeignet. Verbundgläser mit chemisch vorgespannten, dünnen Scheiben sind auch aus WO 2012/051038 A1 bekannt. Glass panes can be tempered to increase their stability. In most cases, panes in vehicles are thermally tempered, with the tempering being created by cooling the panes appropriately. However, thermal tempering of thin panes results in lower tempering for physical reasons. Chemically tempered panes are also known in the vehicle sector, for example from DE 1946358 A1. The chemical composition of the glass in the area of the surface is usually changed by ion exchange. As explained in GB 1339980 A, for example, higher tempering and thus better stability can be achieved here than with thermal tempering. Since the ion exchange is limited to a surface zone by diffusion, chemical tempering is particularly suitable for thin panes. Laminated glass with chemically tempered, thin panes is also known from WO 2012/051038 A1.
WO 2020/020937 A1 offenbart eine Verbundscheibe für Fahrzeugzeuge, die auch als Windschutzscheibe eingesetzt werden kann. Die Innenscheibe der Verbundscheibe kann auf einer oder beiden Oberflächen chemisch vorgespannt sein, wobei bei der Ausgestaltung mit nur einer chemisch vorgespannten Oberfläche die innenraumseitige Oberfläche (Seite IV) der Innenscheibe chemisch vorgespannt ist. WO 2020/020937 A1 discloses a composite pane for vehicles that can also be used as a windshield. The inner pane of the composite pane can be chemically toughened on one or both surfaces, whereby in the design with only one chemically toughened surface, the interior-side surface (side IV) of the inner pane is chemically toughened.
WO 2019/245819 A1 offenbart eine Windschutzscheibe, bei der beide Oberflächen chemisch vorgespannt sind, wobei Sollbruchstellen von einzelnen nicht chemisch vorgespannten Bereichen vorgesehen sind. WO 2019/245819 A1 discloses a windshield in which both surfaces are chemically tempered, with predetermined breaking points being provided for individual non-chemically tempered areas.
Durch das explosionsartige Aufblasen eines Frontairbags wird die Verbundscheibe an der Kontaktfläche, an der der Frontairbag beim Entfalten mit der Verbundscheibe in flächigen Kontakt gelangt, nach außen durchgebogen, wodurch lokal eine kombinierte Zug- und Druckbelastung auf die Verbundscheibe einwirkt. Beim Durchbiegen der Verbundscheibe nach außen tritt an den innenraumseitigen Oberflächen der Verbundscheibe eine Druckbelastung auf, an den zur Außenseite weisenden Oberflächen eine Zugbelastung. The explosive inflation of a front airbag causes the composite pane to bend outwards at the contact surface where the front airbag comes into contact with the composite pane when it is deployed, which locally subjects the composite pane to a combined tensile and compressive load. When the composite pane bends A compressive load occurs on the interior surfaces of the composite pane and a tensile load occurs on the surfaces facing outwards.
Nun hat sich in der Praxis gezeigt, dass dies bei dünnen Verbundscheiben zu Problemen führen kann. Die Druckbelastung an den innenraumseitigen Oberflächen der Verbundscheibe ist eher unkritisch, jedoch kann die an den zur Außenseite weisenden Oberflächen auftretende Zugbelastung, vor allem an der außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe, dazu führen, dass sich stets vorhandene Mikrorisse in der Scheibe zu makroskopischen Rissen ausweiten und die Scheibe letztlich bricht. Die Windschutzscheibe ist dann nicht mehr hinreichend steif bzw. stabil, um eine entsprechende Gegenkraft zum korrekten Entfalten des Frontairbags zur Verfügung zu stellen. Mithin kann nicht mehr sichergestellt werden, dass sich der Frontairbag in gewünschter Weise entfaltet und dessen ordnungsgemäße Funktion ist nicht mehr gewährleistet. Das ist sehr nachteilig für die Sicherheit der Fahrzeuginsassen im vorderen Fahrzeugbereich, insbesondere im Falle einer Frontalkollision, bei der Frontairbags besonders wichtig sind. In practice, it has been shown that this can lead to problems with thin laminated panes. The pressure load on the interior surfaces of the laminated pane is not particularly critical, but the tensile load on the surfaces facing the outside, especially on the outside surface of the inner pane, can cause microcracks that are always present in the pane to expand into macroscopic cracks and ultimately cause the pane to break. The windshield is then no longer sufficiently stiff or stable to provide the appropriate counterforce for the correct deployment of the front airbag. It can therefore no longer be ensured that the front airbag will deploy in the desired manner and its proper function is no longer guaranteed. This is very detrimental to the safety of the vehicle occupants in the front area of the vehicle, particularly in the event of a frontal collision, where front airbags are particularly important.
Die Erfindung widmet sich der vorstehenden Problematik. Der vorliegenden Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Verbundscheibe bereitzustellen, mit der der genannte Nachteil vermieden werden kann. Insbesondere soll auch bei dünnen Verbundscheiben stets gewährleistet sein, dass die Verbundscheibe eine hinreichende Steifheit bzw. Stabilität aufweist, um als Widerlager eines sich entfaltenden Frontairbags dienen zu können. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch eine Verbundscheibe gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor. The invention addresses the above problem. The present invention is therefore based on the object of providing an improved composite pane with which the aforementioned disadvantage can be avoided. In particular, even with thin composite panes, it should always be ensured that the composite pane has sufficient rigidity or stability to be able to serve as an abutment for an inflating front airbag. The object of the present invention is achieved according to the invention by a composite pane according to claim 1. Preferred embodiments are evident from the subclaims.
Die Erfindung betrifft eine Verbundscheibe für ein Kraftfahrzeug, das über einen oder mehrere Airbags verfügt, die bei der Entfaltung zur flächigen Anlage gegen die Verbundscheibe gelangen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine in Form einer Windschutzscheibe ausgebildete Verbundscheibe für ein Kraftfahrzeug, das über einen oder mehrere Frontairbags verfügt, die bei der Entfaltung zur flächigen Anlage gegen die Windschutzscheibe gelangen. Die Verbundscheibe ist dafür vorgesehen, in einer Fensteröffnung eines Kraftfahrzeugs den Innenraum gegenüber der äußeren Umgebung abzutrennen. Mit Innenscheibe wird im Sinne der Erfindung die (im verbauten Zustand) dem Fahrzeuginnenraum zugewandte Scheibe der Verbundscheibe bezeichnet. Mit Außenscheibe wird die (im verbauten Zustand) der äußeren Umgebung zugewandte Scheibe bezeichnet. Die erfindungsgemäße Verbundscheibe, vorzugsweise Windschutzscheibe, umfasst eine Außenscheibe und eine Innenscheibe, die durch mindestens eine thermoplastische Zwischenschicht, die zwischen Außen- und Innenscheibe angeordnet ist, fest miteinander verbunden sind. Die Außen- und Innenscheibe bestehen typischerweise aus Glas. Mithin kann die Verbundscheibe auch als Verbundglas bezeichnet werden. Die Verbundscheibe weist insbesondere eine Oberkante und eine Unterkante, sowie zwei dazwischen verlaufende Seitenkanten auf. Mit Oberkante wird diejenige Kante bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage nach oben zu weisen. Mit Unterkante wird diejenige Kante bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage nach unten zu weisen. Im Falle einer Windschutzscheibe wird die Oberkante häufig auch als Dachkante und die Unterkante als Motorkante bezeichnet. The invention relates to a composite pane for a motor vehicle that has one or more airbags that come into contact with the composite pane when deployed. In particular, the invention relates to a composite pane in the form of a windshield for a motor vehicle that has one or more front airbags that come into contact with the windshield when deployed. The composite pane is intended to separate the interior from the outside environment in a window opening of a motor vehicle. In the sense of the invention, the inner pane refers to the pane of the composite pane that faces the vehicle interior (when installed). The outer pane refers to the pane that faces the outside environment (when installed). The composite pane according to the invention, preferably a windshield, comprises an outer pane and an inner pane, which are firmly connected to one another by at least one thermoplastic intermediate layer arranged between the outer and inner panes. The outer and inner panes are typically made of glass. The composite pane can therefore also be referred to as laminated glass. The composite pane has in particular an upper edge and a lower edge, as well as two side edges running between them. The upper edge refers to the edge which is intended to point upwards in the installed position. The lower edge refers to the edge which is intended to point downwards in the installed position. In the case of a windshield, the upper edge is often referred to as the roof edge and the lower edge as the engine edge.
Die Außenscheibe und die Innenscheibe weisen jeweils eine außenseitige und eine innenraumseitige Oberfläche auf und eine umlaufende Seitenkante. 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 außenseitige Oberfläche der Außenscheibe wird als Seite I bezeichnet. Die innenraumseitige Oberfläche der Außenscheibe wird als Seite II bezeichnet. Die außenseitige Oberfläche der Innenscheibe wird als Seite III bezeichnet. Die innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe wird als Seite IV bezeichnet. The outer pane and the inner pane each have an outer side and an inner side surface and a circumferential side edge. For the purposes of the invention, the term outer surface refers to the main surface which is intended to face the outside environment in the installed position. For the purposes of the invention, the term inner side surface refers to the main surface which is intended to face the interior in the installed position. The interior side surface of the outer pane and the outer side surface of the inner pane face each other and are connected to each other by the thermoplastic intermediate layer. The outer side surface of the outer pane is referred to as side I. The interior side surface of the outer pane is referred to as side II. The outer side surface of the inner pane is referred to as side III. The interior side surface of the inner pane is referred to as side IV.
Die innenraumseitige Oberfläche (Seite IV) der Innenscheibe weist mindestens einen Airbag- Kontaktbereich auf, der zur flächigen Anlage eines sich entfaltenden Airbags, insbesondere Frontairbag, des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Der mindestens eine Airbag-Kontaktbereich ist als Bereich der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe definiert, an dem der sich entfaltende Airbag zur flächigen Anlage gelangt. In aller Regel ist der Airbag-Kontaktbereich in keiner besonderen Weise ausgebildet oder gekennzeichnet, sondern ergibt sich allein aus dem flächigen Kontakt zwischen Innenscheibe und Frontairbag während der Entfaltung des Frontairbags. Die Größe des Airbag-Kontaktbereichs hängt von der jeweiligen Bauart von Kraftfahrzeug, Windschutzscheibe und Airbag ab. Jedenfalls ist der Airbag-Kontaktbereich nur ein Teilbereich der Verbundscheibe, d.h. erstreckt sich nicht über die komplette innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe, sondern lediglich über einen Teil hiervon. Mit anderen Worten, der Airbag gelangt beim Entfalten nicht zur flächigen Anlage gegen die komplette innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe. Es versteht sich, dass die in Form einer Windschutzscheibe ausgebildete Verbundscheibe in aller Regel zwei oder mehr Airbag- Kontaktflächen aufweist, typische Weise zumindest jeweils eine für den Frontairbag des Fahrers und den Frontairbag des Beifahrers. The interior surface (side IV) of the inner pane has at least one airbag contact area, which is intended for the surface contact of an inflating airbag, in particular a front airbag, of the motor vehicle. The at least one airbag contact area is defined as the area of the interior surface of the inner pane on which the inflating airbag comes into surface contact. As a rule, the airbag contact area is not designed or marked in any special way, but results solely from the surface contact between the inner pane and the front airbag during the deployment of the front airbag. The size of the airbag contact area depends on the respective design of the motor vehicle, windscreen and airbag. In any case, the airbag contact area is only a partial area of the composite pane, i.e. it does not extend over the entire interior surface of the inner pane, but only over a part of it. In other words, the airbag does not come into contact with the entire interior surface of the inner pane when it is deployed. It goes without saying that the composite pane in the form of a windshield generally has two or more airbag contact surfaces, typically at least one each for the driver's front airbag and the passenger's front airbag.
Im Sinne vorliegender Erfindungsbeschreibung beziehen sich die Ausführungen zum mindestens einen Airbag-Kontaktbereich insbesondere auf den im Fahrzeug verbauten Zustand der Verbundscheibe, d.h. auf das Fahrzeug mit der Verbundscheibe. In the sense of the present description of the invention, the statements regarding the at least one airbag contact area relate in particular to the state of the composite pane installed in the vehicle, i.e. to the vehicle with the composite pane.
Erfindungsgemäß verfügt die Innenscheibe bereichsweise (d.h. nicht auf der gesamten Oberfläche) über mindestens einen Vorspannbereich. Hierbei weist nur die außenseitige Oberfläche (Seite III) der Innenscheibe, in senkrechter Durchsicht durch die Verbundscheibe, in vollständiger Überdeckung zu dem mindestens einen Airbag-Kontaktbereich bzw. in vollständiger Überdeckung zu den mehreren Airbag-Kontaktbereichen, mindestens einen chemisch vorgespannten Vorspannbereich mit erhöhter Oberflächendruckspannung auf. In dem mindestens einen Vorspannbereich ist die Oberflächendruckspannung (Kompressionsspannung) in Bezug auf die übrigen Oberflächenbereiche der Innenscheibe, welche nicht zum Vorspannbereich gehören (z.B. innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe) erhöht. According to the invention, the inner pane has at least one prestressing area in some areas (i.e. not on the entire surface). In this case, only the outside surface (side III) of the inner pane, when viewed vertically through the composite pane, has at least one chemically prestressed prestressing area with increased surface compressive stress in complete overlap with the at least one airbag contact area or in complete overlap with the multiple airbag contact areas. In the at least one prestressing area, the surface compressive stress (compression stress) is increased in relation to the other surface areas of the inner pane that do not belong to the prestressing area (e.g. interior-side surface of the inner pane).
Durch die Erfindung kann somit in vorteilhafter Weise die Gefahr vermindert werden, dass durch die aufgrund der flächigen Anlage von einem oder mehreren Airbags auftretende hohe Zugbelastung an der Seite III (außenseitige Oberfläche) der Innenscheibe eine Rissbildung an der Innenscheibe einsetzt und die Innenscheibe bzw. Verbundscheibe bricht. Die erhöhte Oberflächendruckspannung in dem mindestens einen Vorspannbereich wirkt der lokalen Zugbelastung bei der Durchbiegung der Verbundscheibe nach außen entgegen. Dies ist ein großer Vorteil der Erfindung, da das korrekte Entfalten von Airbags, insbesondere Frontairbags, durch eine hinreichende Stabilität bzw. Steifheit der Verbundscheibe, die als Widerlager beim Entfalten der Airbags dient und eine entsprechende Gegenkraft ausüben muss, auch bei dünnen Verbundscheiben stets sichergestellt werden kann. The invention can therefore advantageously reduce the risk that the high tensile load on side III (outer surface) of the inner pane, which occurs due to the flat contact of one or more airbags, will cause cracks to form on the inner pane and the inner pane or composite pane to break. The increased surface compressive stress in the at least one prestressing area counteracts the local tensile load when the composite pane bends outwards. This is a great advantage of the invention, since the correct deployment of airbags, in particular front airbags, can always be ensured even with thin composite panes by sufficient stability or rigidity of the composite pane, which serves as an abutment when the airbags are deployed and must exert a corresponding counterforce.
Die Oberfläche der Innenscheibe ist bereichsweise mit einer chemischen Vorspannung versehen, wobei sich der mindestens eine Vorspannbereich der außenseitigen Oberfläche (Seite III) der Innenscheibe nur teilweise über die summarische Oberfläche der beiden Hauptoberflächen der Innenscheibe, d.h. außenseitige Oberfläche (Seite III) und innenraumseitige Oberfläche (Seite IV) der Innenscheibe, erstreckt. Mit anderen Worten, der mindestens eine Vorspannbereich der außenseitigen Oberfläche (Seite III) der Innenscheibe erstreckt sich nicht über die komplette Oberfläche, die sich summarisch aus der außenseitigen Oberfläche (Seite III) und der innenraumseitigen Oberfläche (Seite IV) der Innenscheibe ergibt, ist somit nur lokal ausgebildet. The surface of the inner pane is chemically tempered in some areas, whereby the at least one tempering area of the outer surface (side III) of the inner pane only partially extends over the total surface of the two Main surfaces of the inner pane, ie the outside surface (side III) and the inside surface (side IV) of the inner pane. In other words, the at least one prestressing region of the outside surface (side III) of the inner pane does not extend over the entire surface, which results from the outside surface (side III) and the inside surface (side IV) of the inner pane, and is thus only formed locally.
Die Erfindung bezieht sich demnach auf eine Verbundscheibe für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Außenscheibe mit einer außenseitigen Oberfläche und einer innenraumseitigen Oberfläche, eine Innenscheibe mit einer außenseitigen Oberfläche und einer innenraumseitigen Oberfläche, mindestens eine thermoplastische Zwischenschicht, die zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe angeordnet ist und diese fest miteinander verbindet, wobei die innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe einen oder mehrere Airbag-Kontaktbereiche aufweist, die jeweils zur flächigen Anlage eines sich entfaltenden Airbags des Kraftfahrzeugs vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenscheibe nur an der außenseitigen Oberfläche, in senkrechter Durchsicht durch die Verbundscheibe, in vollständiger Überdeckung zu dem einen oder den mehreren Airbag- Kontaktbereichen, mindestens einen chemisch vorgespannten Vorspannbereich mit erhöhter Oberflächendruckspannung aufweist. The invention therefore relates to a composite pane for a motor vehicle, comprising an outer pane with an outer surface and an interior surface, an inner pane with an outer surface and an interior surface, at least one thermoplastic intermediate layer which is arranged between the outer pane and the inner pane and firmly connects them to one another, wherein the interior surface of the inner pane has one or more airbag contact areas, each of which is intended for the flat contact of an inflating airbag of the motor vehicle, characterized in that the inner pane has at least one chemically prestressed prestressing area with increased surface compressive stress only on the outer surface, when viewed perpendicularly through the composite pane, in complete overlap with the one or more airbag contact areas.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auch auf eine Verbundscheibe für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Außenscheibe mit einer außenseitigen Oberfläche und einer innenraumseitigen Oberfläche, eine Innenscheibe mit einer außenseitigen Oberfläche und einer innenraumseitigen Oberfläche, mindestens eine thermoplastische Zwischenschicht, die zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe angeordnet ist und diese fest miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenscheibe nur an der außenseitigen Oberfläche mindestens einen chemisch vorgespannten Vorspannbereich mit erhöhter Oberflächendruckspannung aufweist. The invention also relates in particular to a composite pane for a motor vehicle, comprising an outer pane with an outer surface and an interior surface, an inner pane with an outer surface and an interior surface, at least one thermoplastic intermediate layer which is arranged between the outer pane and the inner pane and firmly connects them to one another, characterized in that the inner pane has at least one chemically prestressed prestressing region with increased surface compressive stress only on the outer surface.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist nur ein einziger Vorspannbereich der außenseitigen Oberfläche (Seite III) der Innenscheibe vorgesehen, der sich über die komplette außenseitige Oberfläche (Seite III) der Innenscheibe erstreckt. Der Vorspannbereich ist, in Durchsicht durch die Verbundscheibe, in vollständiger Überdeckung zu dem einen oder den mehreren Airbag-Kontaktbereichen der innenraumseitigen Oberfläche (Seite IV) der Innenscheibe angeordnet. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass keinerlei optische Verzerrungen durch die Behandlung der kompletten außenseitigen Oberfläche (Seite III) der Innenscheibe zur Erzeugung der erhöhten Oberflächendruckspannung auftreten. According to one embodiment of the invention, only a single prestressing area of the outside surface (side III) of the inner pane is provided, which extends over the entire outside surface (side III) of the inner pane. The prestressing area is arranged, when viewed through the composite pane, in complete overlap with the one or more airbag contact areas of the interior surface (side IV) of the inner pane. This embodiment has the advantage that no optical Distortions may occur due to the treatment of the entire outer surface (side III) of the inner pane to generate the increased surface compressive stress.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind ein oder mehrere Vorspannbereiche der außenseitigen Oberfläche (Seite III) der Innenscheibe mit erhöhter Oberflächendruckspannung vorgesehen, die sich jeweils nicht über die komplette außenseitige Oberfläche (Seite III) der Innenscheibe erstrecken. Hierbei ist jeder Vorspannbereich der außenseitigen Oberfläche (Seite III) der Innenscheibe wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, von einem Umgebungsbereich der außenseitigen Oberfläche (Seite III) der Innenscheibe umgeben, wobei die Oberflächendruckspannung des Vorspannbereichs in Bezug auf den Umgebungsbereich erhöht ist. Der Umgebungsbereich eines Vorspannbereichs weist keine Oberflächendruckspannung oder zumindest eine geringere Oberflächendruckspannung als der Vorspannbereich auf. Die Vorspannbereiche sind somit jeweils in Form eines lokalen Bereichs der außenseitigen Oberfläche (Seite III) der Innenscheibe ausgebildet. Vorteilhaft ist jeder Vorspannbereich so ausgebildet, dass ein einziger Airbag-Kontaktbereich vollständig überdeckt wird. Beispielsweise weist der Vorspannbereich eine Form auf, die gleich zur Form des Airbag-Kontaktbereichs ist. According to a further embodiment of the invention, one or more prestressing regions of the outer surface (side III) of the inner pane are provided with increased surface compressive stress, each of which does not extend over the entire outer surface (side III) of the inner pane. Here, each prestressing region of the outer surface (side III) of the inner pane is at least partially, in particular completely, surrounded by a surrounding region of the outer surface (side III) of the inner pane, wherein the surface compressive stress of the prestressing region is increased in relation to the surrounding region. The surrounding region of a prestressing region has no surface compressive stress or at least a lower surface compressive stress than the prestressing region. The prestressing regions are thus each designed in the form of a local region of the outer surface (side III) of the inner pane. Each prestressing region is advantageously designed such that a single airbag contact region is completely covered. For example, the prestressing region has a shape that is the same as the shape of the airbag contact region.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Außenscheibe bereichsweise mit einer chemischen Vorspannung versehen. Hierbei weist nur die außenseitige Oberfläche (Seite I) der Außenscheibe, in senkrechter Durchsicht durch die Verbundscheibe, in vollständiger Überdeckung zu dem mindestens einen Airbag-Kontaktbereich bzw. in vollständiger Überdeckung zu den mehreren Airbag-Kontaktbereichen, mindestens einen chemisch vorgespannten Vorspannbereich mit erhöhter Oberflächendruckspannung auf. In dem mindestens einen Vorspannbereich ist die Oberflächendruckspannung (Kompressionsspannung) in Bezug auf die übrigen Oberflächenbereiche der Außenscheibe, welche nicht zum Vorspannbereich gehören (z.B. innenraumseitige Oberfläche der Außenscheibe) erhöht. According to a further embodiment of the invention, the outer pane is provided with a chemical prestress in certain areas. In this case, only the outside surface (side I) of the outer pane, when viewed vertically through the composite pane, has at least one chemically prestressed prestressing area with increased surface compressive stress in complete overlap with the at least one airbag contact area or in complete overlap with the several airbag contact areas. In the at least one prestressing area, the surface compressive stress (compression stress) is increased in relation to the other surface areas of the outer pane that do not belong to the prestressing area (e.g. interior side surface of the outer pane).
Der mindestens eine Vorspannbereich der außenseitigen Oberfläche (Seite I) der Außenscheibe erstreckt sich nur teilweise über die summarische Oberfläche der beiden Hauptoberflächen der Außenscheibe, d.h. außenseitige Oberfläche (Seite I) und innenraumseitige Oberfläche (Seite II) der Außenscheibe. Mit anderen Worten, der mindestens eine Vorspannbereich der außenseitigen Oberfläche (Seite I) der Außenscheibe erstreckt sich nicht über die komplette Oberfläche, die sich summarisch aus der außenseitigen Oberfläche (Seite I) und der innenraumseitigen Oberfläche (Seite II) der Außenscheibe ergibt, ist somit nur lokal ausgebildet. Durch diese Maßnahme kann die Bruchstabilität der Verbundscheibe weiter verbessert werden, so dass die Gefahr einer verringerten Steifheit der Verbundscheibe bei der Anlage der sich entfaltenden Airbags, insbesondere Frontairbags, in vorteilhafter Weise weiter verringert wird. The at least one prestressing region of the outside surface (side I) of the outer pane extends only partially over the total surface of the two main surfaces of the outer pane, i.e. the outside surface (side I) and the inside surface (side II) of the outer pane. In other words, the at least one prestressing region of the outside surface (side I) of the outer pane does not extend over the complete surface that results from the outside surface (side I) and the inside surface (side II) of the outer pane. is therefore only formed locally. This measure can further improve the fracture stability of the composite pane, so that the risk of reduced stiffness of the composite pane when the airbags, particularly front airbags, are deployed is advantageously further reduced.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein einziger Vorspannbereich der außenseitigen Oberfläche (Seite I) der Außenscheibe vorgesehen, der sich über die komplette außenseitige Oberfläche (Seite I) der Außenscheibe erstreckt. Der Vorspannbereich ist, in Durchsicht durch die Verbundscheibe, in vollständiger Überdeckung zu dem einen oder den mehreren Airbag-Kontaktbereichen der innenraumseitigen Oberfläche (Seite IV) der Innenscheibe angeordnet. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass keinerlei optische Verzerrungen durch die Behandlung der kompletten außenseitigen Oberfläche (Seite I) der Außenscheibe zur Erzeugung der erhöhten Oberflächendruckspannung auftreten. According to a further embodiment of the invention, a single prestressing region of the outside surface (side I) of the outer pane is provided, which extends over the entire outside surface (side I) of the outer pane. When viewed through the composite pane, the prestressing region is arranged in complete overlap with the one or more airbag contact regions of the interior surface (side IV) of the inner pane. This embodiment has the advantage that no optical distortions occur due to the treatment of the entire outside surface (side I) of the outer pane to generate the increased surface compressive stress.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind ein oder mehrere Vorspannbereiche der außenseitigen Oberfläche (Seite I) der Außenscheibe mit erhöhter Oberflächendruckspannung vorgesehen, die sich jeweils nicht über die komplette außenseitige Oberfläche (Seite I) der Außenscheibe erstrecken. Hierbei ist jeder Vorspannbereich der außenseitigen Oberfläche (Seite I) der Außenscheibe wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, von einem Umgebungsbereich der außenseitigen Oberfläche (Seite I) der Außenscheibe umgeben, wobei die Oberflächendruckspannung des Vorspannbereichs in Bezug auf den Umgebungsbereich erhöht ist. Der Umgebungsbereich eines Vorspannbereichs weist keine Oberflächendruckspannung oder zumindest eine geringere Oberflächendruckspannung als der Vorspannbereich auf. Die Vorspannbereiche sind somit in Form von lokalen Bereichen der außenseitigen Oberfläche (Seite I) der Außenscheibe ausgebildet. Vorteilhaft ist jeder Vorspannbereich so ausgebildet, dass ein einziger Airbag-Kontaktbereich vollständig überdeckt wird. Beispielsweise weist der Vorspannbereich eine Form auf, die gleich zur Form des Airbag-Kontaktbereichs ist. According to a further embodiment of the invention, one or more prestressing regions of the outside surface (side I) of the outer pane are provided with increased surface compressive stress, each of which does not extend over the entire outside surface (side I) of the outer pane. In this case, each prestressing region of the outside surface (side I) of the outer pane is at least partially, in particular completely, surrounded by a surrounding region of the outside surface (side I) of the outer pane, wherein the surface compressive stress of the prestressing region is increased in relation to the surrounding region. The surrounding region of a prestressing region has no surface compressive stress or at least a lower surface compressive stress than the prestressing region. The prestressing regions are thus designed in the form of local regions of the outside surface (side I) of the outer pane. Each prestressing region is advantageously designed such that a single airbag contact region is completely covered. For example, the prestressing region has a shape that is the same as the shape of the airbag contact region.
Als "Vorspannbereich" wird im Sinne der Erfindung ein Bereich der außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe bzw. ein Bereich der außenseitigen Oberfläche der Außenscheibe mit erhöhter Oberflächendruckspannung bezeichnet. Ein Vorspannbereich der außenseitigen Oberfläche (Seite III) der Innenscheibe weist eine erhöhte Oberflächendruckspannung in Bezug auf die innenseitige Oberfläche (Seite IV) der Innenscheibe auf. Falls sich der Vorspannbereich nicht über die komplette außenseitige Oberfläche (Seite III) der Innenscheibe erstreckt, weist der Vorspannbereich auch eine erhöhte Oberflächendruckspannung in Bezug auf den Umgebungsbereich des Vorspannbereichs auf. Jedenfalls weist die innenraumseitige Oberfläche (Seite IV) der Innenscheibe keinen Vorspannbereich mit erhöhter Oberflächendruckspannung auf. Ein Vorspannbereich der außenseitigen Oberfläche (Seite I) der Außenscheibe weist eine erhöhte Oberflächendruckspannung in Bezug auf die innenseitige Oberfläche (Seite II) der Außenscheibe auf. Falls sich der Vorspannbereich nicht über die komplette außenseitige Oberfläche (Seite I) der Außenscheibe erstreckt, weist der Vorspannbereich auch eine erhöhte Oberflächendruckspannung in Bezug auf den Umgebungsbereich des Vorspannbereichs auf. Jedenfalls weist die innenraumseitige Oberfläche (Seite II) der Außenscheibe keinen Vorspannbereich mit erhöhter Oberflächendruckspannung auf. In the sense of the invention, a "prestressing area" is defined as an area of the outside surface of the inner pane or an area of the outside surface of the outer pane with increased surface compressive stress. A prestressing area of the outside surface (side III) of the inner pane has an increased surface compressive stress in relation to the inside surface (side IV) of the inner pane. If the prestressing area does not extend over the entire outside surface (side III) of the inner pane, the prestressing region also has an increased surface compressive stress in relation to the surrounding area of the prestressing region. In any case, the interior surface (side IV) of the inner pane does not have a prestressing region with an increased surface compressive stress. A prestressing region of the exterior surface (side I) of the outer pane has an increased surface compressive stress in relation to the interior surface (side II) of the outer pane. If the prestressing region does not extend over the entire exterior surface (side I) of the outer pane, the prestressing region also has an increased surface compressive stress in relation to the surrounding area of the prestressing region. In any case, the interior surface (side II) of the outer pane does not have a prestressing region with an increased surface compressive stress.
Dem Fachmann sind die Begriffe "Oberflächendruckspannung" und "Oberflächenzugspannung" bei Glasscheiben wohlbekannt, beispielsweise aus der Patentliteratur, aber auch durch vorgespannte Glasscheiben aus der industriellen Serienfertigung, so dass es sich erübrigt, hier näher darauf einzugehen. Ergänzend zu den bereits eingangsgenannten Druckschriften, welche das chemische Vorspannen erläutern, wird beispielhaft auf WO 2019070788 A1 und WO 201 1120656 A1 verwiesen. The terms "surface compressive stress" and "surface tensile stress" in glass panes are well known to those skilled in the art, for example from patent literature, but also from tempered glass panes from industrial series production, so there is no need to go into them in more detail here. In addition to the publications already mentioned at the beginning, which explain chemical tempering, reference is made to WO 2019070788 A1 and WO 201 1120656 A1 as examples.
Wie bereits dargelegt, kann eine Vorspannung thermisch oder chemisch erzeugt werden, wobei bei der chemischen Vorspannung durch lonenaustausch die chemische Zusammensetzung des Glases im Bereich der Oberfläche verändert wird. Der lonenaustausch ist durch die Diffusion von Austausch-Ionen auf eine Oberflächenzone geringer Tiefe beschränkt. As already explained, tempering can be achieved thermally or chemically, whereby chemical tempering changes the chemical composition of the glass in the area of the surface by ion exchange. Ion exchange is limited to a shallow surface zone by the diffusion of exchange ions.
Dem Fachmann ist die Vorgehensweise beim chemischen Vorspannen einer Glasscheibe zum Erzeugen einer Oberflächendruckspannung oder Oberflächenzugspannung wohlbekannt. Für den Fall, dass die Austausch-Ionen (z.B. Kaliumionen) einen größeren lonenradius als Natriumionen aufweisen, kann eine Oberflächendruckspannung erzeugt werden. Umgekehrt kann durch Austausch-Ionen, die einen kleineren lonenradius als Natrium-Ionen aufweisen, eine Oberflächenzugspannung erzeugt werden. The procedure for chemically tempering a glass pane to generate a surface compressive stress or surface tensile stress is well known to those skilled in the art. If the exchange ions (e.g. potassium ions) have a larger ionic radius than sodium ions, a surface compressive stress can be generated. Conversely, a surface tensile stress can be generated by exchange ions that have a smaller ionic radius than sodium ions.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist jeder chemisch vorgespannte Vorspannbereich Austausch-Ionen für Natriumionen auf, wobei ein lonenradius der Austausch- Ionen geringer ist als der lonenradius von Natriumionen. Die Austausch-Ionen sind vorzugsweise Lithium-Ionen. Wie die Erfinder überraschend fanden, kann durch Eindiffundieren von Austausch-Ionen bei einer Temperatur, die oberhalb der Glasübergangstemperatur (Tg) des Glassubstrats liegt, eine Oberflächendruckspannung im Glas erzeugt werden. Dies ist genau der gegenteilige Effekt zu dem, was der Fachmann erwartet hätte, da durch lonenradien, die kleiner als jener von Natriumionen ist, üblicherweise eine Oberflächenzugspannung erzeugt wird. Dies gilt allerdings nur, wenn die Diffusion der Austausch-Ionen bei einer Temperatur erfolgt, die unterhalb der Glasübergangstemperatur (Tg) des Glassubstrates liegt. Wenn die Diffusion oberhalb der Glasübergangstemperatur (Tg) erfolgt, kann anstelle einer Oberflächenzugspannung eine Oberflächendruckspannung im Glas erzeugt werden. According to a further embodiment of the invention, each chemically prestressed prestressing region has exchange ions for sodium ions, wherein an ion radius of the exchange Ions is smaller than the ionic radius of sodium ions. The exchange ions are preferably lithium ions. As the inventors surprisingly found, a surface compressive stress can be generated in the glass by diffusing exchange ions at a temperature which is above the glass transition temperature (T g ) of the glass substrate. This is exactly the opposite effect to what the person skilled in the art would have expected, since ionic radii which are smaller than those of sodium ions usually generate a surface tensile stress. However, this only applies if the diffusion of the exchange ions takes place at a temperature which is below the glass transition temperature (T g ) of the glass substrate. If the diffusion takes place above the glass transition temperature (T g ), a surface compressive stress can be generated in the glass instead of a surface tensile stress.
Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, dass dieser Effekt auf einer Reorganisation der molekularen Struktur des Glases basiert, wobei die Austausch-Ionen lokal den thermischen Ausdehnungskoeffizienten verringern, so dass eine lokale Oberflächendruckspannung erzeugt wird. Without being bound to any theory, it is assumed that this effect is based on a reorganization of the molecular structure of the glass, whereby the exchange ions locally reduce the thermal expansion coefficient, so that a local surface compressive stress is generated.
Die Außenscheibe und die Innenscheibe können grundsätzlich jede dem Fachmann bekannte chemische Zusammensetzung aufweisen. Die Außenscheibe und Innenscheibe enthalten oder bestehen bevorzugt aus Glas, besonders bevorzugt Flachglas, Floatglas, Quarzglas, Borosilikatglas, Kalk-Natron-Glas oder Alumino-Silikat-Glas. Denkbar ist auch, dass die Außenscheibe aus einem klaren Kunststoff, vorzugsweise ein starrer klarer Kunststoff, insbesondere Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Polyamid, Polyester, Polyvinylchlorid und/oder Gemische davon, besteht. The outer pane and the inner pane can in principle have any chemical composition known to the person skilled in the art. The outer pane and the inner pane preferably contain or consist of glass, particularly preferably flat glass, float glass, quartz glass, borosilicate glass, soda-lime glass or alumino-silicate glass. It is also conceivable that the outer pane consists of a clear plastic, preferably a rigid clear plastic, in particular polyethylene, polypropylene, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polystyrene, polyamide, polyester, polyvinyl chloride and/or mixtures thereof.
Die Außen- und Innenscheibe können beispielweise Kalk-Natron-Glas oder Borsilikatglas enthalten oder hieraus bestehen. Die Innenscheibe und optional die Außenscheibe müssen sich natürlich dazu eignen, chemisch vorgespannt zu werden, und insbesondere einen dazu geeigneten Anteil an Alkalielementen, bevorzugt Natrium, aufweisen. Wie dem Fachmann bekannt ist, sind bestimmte chemische Zusammensetzungen besonders dazu geeignet sind, einem chemischen Vorspannen unterzogen zu werden. Dies äußert sich in einer hohen Geschwindigkeit des Diffusionsprozesses, was zu einem vorteilhaft geringen Zeitaufwand für den Vorspannprozess und großen Vorspanntiefen (Druckspannungstiefen) führt, was in stabilen und bruchfesten Gläsern resultiert. Derartige Zusammensetzungen können bevorzugt sein. Beispielsweise können die Innen- und/oder Außenscheibe von 40 Gew-% bis 90 Gew-% Siliziumoxid (SiO2), von 0,5 Gew-% bis 10 Gew-% Aluminiumoxid (AI2O3), von 1 Gew-% bis 20 Gew-% Natriumoxid (Na2O), von 0,1 Gew-% bis 15 Gew-% Kaliumoxid (K2O), von 0 Gew-% bis 10 Gew-% Magnesiumoxid (MgO), von 0 Gew-% bis 10 Gew-% Kalziumoxid (CaO) und von 0 Gew-% bis 15 Gew-% Boroxid (B2O3) enthalten. Die Scheiben können weitere Bestandteile und Verunreinigungen enthalten. Beispielsweise bestehen die Innen- und/oder Außenscheibe aus Silikatglas. Beispielsweise enthalten die Innen- und/oder Außenscheibe von 50 Gew-% bis 85 Gew-% Siliziumoxid (SiÜ2), von 3 Gew-% bis 10 Gew-% Aluminiumoxid (AI2O3), von 8 Gew-% bis 18 Gew-% Natriumoxid (Na2Ü), von 5 Gew-% bis 15 Gew-% Kaliumoxid (K2O), von 4 Gew-% bis 14 Gew-% Magnesiumoxid (MgO), von 0 Gew-% bis 10 Gew-% Kalziumoxid (CaO) und von 0 Gew-% bis 15 Gew-% Boroxid (B2O3). Die Scheiben können weitere Bestandteile und Verunreinigungen enthalten. Beispielsweise enthalten die Scheiben zumindest von 55 Gew-% bis 72 Gew-% Siliziumoxid (SiÜ2), von 5 Gew-% bis 10 Gew-% Aluminiumoxid (AI2O3), von 10 Gew-% bis 15 Gew-% Natriumoxid (Na2O), von 7 Gew-% bis 12 Gew-% Kaliumoxid (K2O) und von 6 Gew-% bis 11 Gew-% Magnesiumoxid (MgO). Die Scheiben können weitere Bestandteile und Verunreinigungen enthalten. Die einzelnen Scheiben enthalten beispielsweise zumindest von 57 Gew-% bis 65 Gew% Siliziumoxid (SiÜ2), von 7 Gew-% bis 9 Gew-% Aluminiumoxid (AI2O3), von 12 Gew-% bis 14 Gew-% Natriumoxid (Na2Ü), von 8,5 Gew-% bis 10,5 Gew-% Kaliumoxid (K2O) und von 7,5 Gew-% bis 9,5 Gew- % Magnesiumoxid (MgO). Die Scheiben können weitere Bestandteile und Verunreinigungen enthalten. The outer and inner panes can contain or consist of soda-lime glass or borosilicate glass, for example. The inner pane and optionally the outer pane must of course be suitable for chemical tempering and in particular have a suitable proportion of alkali elements, preferably sodium. As is known to those skilled in the art, certain chemical compositions are particularly suitable for chemical tempering. This is reflected in a high speed of the diffusion process, which leads to an advantageously short time expenditure for the tempering process and large tempering depths (compressive stress depths), which results in stable and break-resistant glasses. Such compositions can be preferred. For example, the inner and/or outer pane can contain from 40 wt.% to 90 wt.% silicon oxide (SiO2), from 0.5 wt.% to 10 wt.% aluminum oxide (AI2O3), from 1 wt.% to 20 wt.% sodium oxide (Na2O), from 0.1 wt.% to 15 wt.% potassium oxide (K2O), from 0 wt.% to 10 wt.% magnesium oxide (MgO), from 0 wt.% to 10 wt.% calcium oxide (CaO) and from 0 wt.% to 15 wt.% boron oxide (B2O3). The panes can contain other components and impurities. For example, the inner and/or outer pane is made of silicate glass. For example, the inner and/or outer pane contains from 50 wt.% to 85 wt.% silicon oxide (SiO2), from 3 wt.% to 10 wt.% aluminum oxide (Al2O3), from 8 wt.% to 18 wt.% sodium oxide (Na2O), from 5 wt.% to 15 wt.% potassium oxide (K2O), from 4 wt.% to 14 wt.% magnesium oxide (MgO), from 0 wt.% to 10 wt.% calcium oxide (CaO) and from 0 wt.% to 15 wt.% boron oxide (B2O3). The panes may contain other components and impurities. For example, the disks contain at least from 55 wt.% to 72 wt.% silicon oxide (SiO2), from 5 wt.% to 10 wt.% aluminum oxide (Al2O3), from 10 wt.% to 15 wt.% sodium oxide (Na2O), from 7 wt.% to 12 wt.% potassium oxide (K2O) and from 6 wt.% to 11 wt.% magnesium oxide (MgO). The disks may contain other components and impurities. The individual disks contain, for example, at least from 57 wt.% to 65 wt.% silicon oxide (SiO2), from 7 wt.% to 9 wt.% aluminum oxide (Al2O3), from 12 wt.% to 14 wt.% sodium oxide (Na2O), from 8.5 wt.% to 10.5 wt.% potassium oxide (K2O) and from 7.5 wt.% to 9.5 wt.% magnesium oxide (MgO). The disks may contain other components and impurities.
Denkbar ist, dass die Außen- und Innenscheibe verschiedene chemische Zusammensetzungen aufweisen. Beispielsweise kann eine Scheibe aus Aluminosilikatglas mit einer Scheibe aus herkömmlichem Kalk-Natron-Glas (auch Normalglas genannt) kombiniert werden. Bevorzugt weisen die Außen- und Innenscheibe eine gleiche chemische Zusammensetzung auf, was besonders vorteilhaft im Hinblick auf eine einfache und kostengünstige Herstellung der Verbundscheibe ist. It is conceivable that the outer and inner panes have different chemical compositions. For example, a pane made of aluminosilicate glass can be combined with a pane made of conventional soda-lime glass (also known as normal glass). The outer and inner panes preferably have the same chemical composition, which is particularly advantageous with regard to simple and cost-effective production of the composite pane.
Die Oberflächendruckspannung und Druckspannungstiefe der chemisch vorgespannten Vorspannbereiche kann entsprechend der Krafteinwirkung bei der flächigen Anlage eines jeweiligen Airbags in gewünschter Weise dimensioniert werden. Beispielsweise weist die Innenscheibe und optional die Außenscheibe in jedem Vorspannbereich eine Oberflächendruckspannung von größer als 100 MPa, insbesondere größer als 250 MPa und insbesondere größer als 350 MPa auf. Die Oberflächendruckspannungstiefe beträgt beispielsweise mehr als 40 pm, insbesondere mehr als 100 pm. Das ist vorteilhaft im Hinblick auf die Bruchfestigkeit der Scheibe einerseits und erfordert einen wenig zeitintensiven Vorspannprozess andererseits. Beispielsweise beträgt die Oberflächendruckspannungstiefe mindestens ein Zehntel der Dicke der Innenscheibe bzw. Außenscheibe, insbesondere mindestens ein Sechstel der Dicke der Innenscheibe bzw. Außenscheibe, beispielsweise etwa ein Fünftel der Dicke der Innenscheibe bzw. Außenscheibe. Mit Oberflächendruckspannungstiefe wird im Sinne der Erfindung die Tiefe bezeichnet, bei der, gemessen von der Oberfläche der Scheibe, die Scheibe eine Oberflächendruckspannung mit einem Betrag größer 0 MPa aufweist. The surface compressive stress and compressive stress depth of the chemically prestressed prestressing areas can be dimensioned as desired according to the force applied when a respective airbag is placed over the surface. For example, the inner pane and optionally the outer pane in each prestressing area have a surface compressive stress of greater than 100 MPa, in particular greater than 250 MPa and in particular greater than 350 MPa. The surface compressive stress depth is for example, more than 40 pm, in particular more than 100 pm. This is advantageous with regard to the breaking strength of the pane on the one hand and requires a less time-consuming prestressing process on the other. For example, the surface compressive stress depth is at least one tenth of the thickness of the inner pane or outer pane, in particular at least one sixth of the thickness of the inner pane or outer pane, for example about one fifth of the thickness of the inner pane or outer pane. In the sense of the invention, surface compressive stress depth refers to the depth at which, measured from the surface of the pane, the pane has a surface compressive stress of a magnitude greater than 0 MPa.
Die Erfindung ist besonders vorteilhaft bei dünnen Verbundscheiben, da dort die Gefahr einer Rissbildung und eines Scheibenbruchs bei der Anlage eines sich entfaltenden Airbags besonders groß ist. Die Dicke der Außenscheibe ist bevorzugt kleiner als 2,1 mm und liegt beispielsweise im Bereich von 0,5 bis 1 ,5 mm und insbesondere im Bereich von 0,6 mm bis 1 ,0 mm. Die Dicke der Innenscheibe ist bevorzugt kleiner als 1 ,6 mm und liegt beispielsweise im Bereich von 0,5 bis 1 ,5 mm und insbesondere im Bereich von 0,6 mm bis 1 ,0 mm. Der Vorteil liegt in einer besonderen Stabilität und in einem geringen Gewicht des Verbundglases. Das chemische Vorspannen ist besonders für Scheiben mit solchen geringen Dicken interessant. The invention is particularly advantageous for thin laminated panes since the risk of cracks forming and pane breakage when an inflating airbag is deployed is particularly high. The thickness of the outer pane is preferably less than 2.1 mm and is, for example, in the range from 0.5 to 1.5 mm and in particular in the range from 0.6 mm to 1.0 mm. The thickness of the inner pane is preferably less than 1.6 mm and is, for example, in the range from 0.5 to 1.5 mm and in particular in the range from 0.6 mm to 1.0 mm. The advantage lies in the particular stability and low weight of the laminated glass. Chemical toughening is particularly interesting for panes with such low thicknesses.
Zur Verbesserung der Stabilität der Verbundscheibe ist die Außenscheibe bevorzugt dicker als die Innenscheibe. Bevorzugt ist die Außenscheiben dünner als 2,1 mm, die Innenscheibe dünner als 1 ,6 mm. To improve the stability of the composite pane, the outer pane is preferably thicker than the inner pane. The outer pane is preferably thinner than 2.1 mm and the inner pane is preferably thinner than 1.6 mm.
Die thermoplastische Zwischenschicht, über welche die Außenscheibe mit der Innenscheibe verbunden ist, enthält zumindest ein thermoplastisches Polymer, bevorzugt Ethylenvinylacetat (EVA), Polyvinylbutyral (PVB) oder Polyurethan (PU) oder Gemische oder Copolymere oder Derivate davon, besonders bevorzugt PVB. Die thermoplastische Zwischenschicht ist typischerweise aus einer thermoplastischen Folie (Verbindefolie) ausgebildet. Die Dicke der thermoplastischen Zwischenschicht beträgt bevorzugt von 0,2 mm bis 2 mm, besonders bevorzugt von 0,3 mm bis 1 mm, beispielsweise 760 pm. Die thermoplastische Zwischenschicht kann durch eine einzelne Folie ausgebildet sein oder auch durch mehr als eine Folie. Es kann sich bei der thermoplastischen Zwischenschicht auch um eine Folie mit funktionellen Eigenschaften, beispielsweise eine Folie mit akustisch dämpfenden Eigenschaften handeln. Die Außenscheibe, Innenscheibe und/oder die thermoplastische Zwischenschicht können klar und farblos, aber auch getönt oder gefärbt sein. Die Gesamttransmission durch eine Windschutzscheibe beträgt in einer bevorzugten Ausgestaltung im Hauptdurchsichtsbereich größer 70% (Lichtart A). Der Begriff Gesamttransmission bezieht sich auf das durch ECE-R 43, Anhang 3, §9.1 festgelegte Verfahren zur Prüfung der Lichtdurchlässigkeit von Kraftfahrzeugscheiben. The thermoplastic intermediate layer, via which the outer pane is connected to the inner pane, contains at least one thermoplastic polymer, preferably ethylene vinyl acetate (EVA), polyvinyl butyral (PVB) or polyurethane (PU) or mixtures or copolymers or derivatives thereof, particularly preferably PVB. The thermoplastic intermediate layer is typically formed from a thermoplastic film (connecting film). The thickness of the thermoplastic intermediate layer is preferably from 0.2 mm to 2 mm, particularly preferably from 0.3 mm to 1 mm, for example 760 pm. The thermoplastic intermediate layer can be formed by a single film or by more than one film. The thermoplastic intermediate layer can also be a film with functional properties, for example a film with acoustically dampening properties. The outer pane, inner pane and/or the thermoplastic intermediate layer can be clear and colorless, but also tinted or colored. In a preferred design, the total transmission through a windshield in the main viewing area is greater than 70% (illuminant type A). The term total transmission refers to the procedure for testing the light transmission of motor vehicle windows specified in ECE-R 43, Annex 3, §9.1.
Die erfindungsgemäße Verbundscheibe kann plan sein. Typischer Weise ist die erfindungsgemäße Verbundscheibe leicht oder stark in einer oder in mehreren Richtungen des Raumes gebogen. Gebogene Scheiben treten beispielsweise bei Verglasungen im Kraftfahrzeugbereich häufig auf, wobei typische Krümmungsradien im Bereich von etwa 10 cm bis etwa 40 m liegen. The composite pane according to the invention can be flat. Typically, the composite pane according to the invention is slightly or strongly curved in one or more directions of space. Curved panes are often found, for example, in glazing in the automotive sector, with typical radii of curvature being in the range from about 10 cm to about 40 m.
Wie vorstehend ausgeführt, ist die Innenscheibe bereichsweise chemisch vorgespannt. Die Außenscheibe ist entweder nicht chemisch vorgespannt oder bereichsweise chemisch vorgespannt. As stated above, the inner pane is chemically toughened in some areas. The outer pane is either not chemically toughened or chemically toughened in some areas.
Die erfindungsgemäße Verbundscheibe kann eine oder mehrere funktionale Zwischenschichten umfassen. Bei einer zusätzlichen Zwischenschicht kann es sich insbesondere um eine Zwischenschicht mit akustisch dämpfenden Eigenschaften, eine Infrarotstrahlung reflektierende Zwischenschicht, eine Infrarotstrahlung absorbierende Zwischenschicht, eine UV-Strahlung absorbierende Zwischenschicht, eine zumindest abschnittsweise gefärbte Zwischenschicht und/oder eine zumindest abschnittsweise getönte Zwischenschicht handeln. Beim Vorhandensein mehrerer zusätzlicher Zwischenschichten können diese auch unterschiedliche Funktionen aufweisen. The composite pane according to the invention can comprise one or more functional intermediate layers. An additional intermediate layer can in particular be an intermediate layer with acoustically dampening properties, an intermediate layer that reflects infrared radiation, an intermediate layer that absorbs infrared radiation, an intermediate layer that absorbs UV radiation, an intermediate layer that is colored at least in sections and/or an intermediate layer that is tinted at least in sections. If several additional intermediate layers are present, these can also have different functions.
Die Erfindung erstreckt sich auch auf ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe, die vorzugsweise eine Windschutzscheibe ist. Das Kraftfahrzeugt weist einen oder mehrere Airbags, insbesondere Frontairbags, auf, die beim Entfalten zur flächigen Anlage gegen die Verbundscheibe gelangen. Vorstehende Ausführungen, insbesondere jene im Zusammenhang mit dem mindestens einen Airbag-Kontaktbereich, gelten auch für das Kraftfahrzeug mit Verbundscheibe. So zeigt die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem oder mehreren Airbags, mit einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe, bei welcher die innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe einen oder mehrere Airbag-Kontaktbereiche aufweist, die jeweils zur flächigen Anlage eines sich entfaltenden Airbags des Kraftfahrzeugs vorgesehen sind, wobei die Innenscheibe nur an der außenseitigen Oberfläche, in senkrechter Durchsicht durch die Verbundscheibe, in vollständiger Überdeckung zu dem einen oder den mehreren Airbag-Kontaktbereichen, mindestens einen chemisch vorgespannten Vorspannbereich mit erhöhter Oberflächendruckspannung aufweist. The invention also extends to a motor vehicle with a composite pane according to the invention, which is preferably a windshield. The motor vehicle has one or more airbags, in particular front airbags, which come into flat contact with the composite pane when deployed. The above statements, in particular those in connection with the at least one airbag contact area, also apply to the motor vehicle with a composite pane. Thus, the invention shows a motor vehicle with one or more airbags, with a composite pane according to the invention, in which the interior-side surface of the inner pane has one or more airbag contact areas, each of which is intended for the surface contact of an inflating airbag of the motor vehicle, wherein the inner pane has at least one chemically prestressed prestressing area with increased surface compressive stress only on the outside surface, when viewed vertically through the composite pane, in complete overlap with the one or more airbag contact areas.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Kraftfahrzeugs sind ein oder mehrere Vorspannbereiche der außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe vorgesehen, wobei jeder Vorspannbereich wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, von einem Umgebungsbereich der außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe umgeben ist, wobei die Oberflächendruckspannung des Vorspannbereichs in Bezug auf den zugehörigen Umgebungsbereich erhöht ist, wobei jeder Vorspannbereich in vollständiger Überdeckung zu einem einzigen Airbag-Kontaktbereich angeordnet ist, und wobei insbesondere die Form des Vorspannbereichs und die Form des Airbag-Kontaktbereichs gleich sind. According to an advantageous embodiment of the motor vehicle, one or more prestressing regions of the outer surface of the inner pane are provided, wherein each prestressing region is at least partially, in particular completely, surrounded by a surrounding region of the outer surface of the inner pane, wherein the surface compressive stress of the prestressing region is increased in relation to the associated surrounding region, wherein each prestressing region is arranged in complete overlap with a single airbag contact region, and wherein in particular the shape of the prestressing region and the shape of the airbag contact region are the same.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kraftfahrzeugs weist die Außenscheibe nur an der außenseitigen Oberfläche, in senkrechter Durchsicht durch die Verbundscheibe, in vollständiger Überdeckung zu dem einen oder den mehreren Airbag-Kontaktbereichen, mindestens einen chemisch vorgespannten Vorspannbereich mit erhöhter Oberflächendruckspannung auf. According to a further advantageous embodiment of the motor vehicle, the outer pane has at least one chemically prestressed prestressing region with increased surface compressive stress only on the outer surface, when viewed vertically through the composite pane, in complete overlap with the one or more airbag contact regions.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kraftfahrzeugs sind ein oder mehrere Vorspannbereiche der außenseitigen Oberfläche der Außenscheibe vorgesehen, wobei jeder Vorspannbereich wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, von einem Umgebungsbereich der außenseitigen Oberfläche der Außenscheibe umgeben ist, wobei die Oberflächendruckspannung des Vorspannbereichs in Bezug auf den zugehörigen Umgebungsbereich erhöht ist, und wobei insbesondere jeder Vorspannbereich in vollständiger Überdeckung zu einem einzigen Airbag-Kontaktbereich angeordnet ist, wobei insbesondere die Form des Vorspannbereichs und die Form des Airbag-Kontaktbereichs gleich sind. According to a further advantageous embodiment of the motor vehicle, one or more prestressing regions of the outer surface of the outer pane are provided, wherein each prestressing region is at least partially, in particular completely, surrounded by a surrounding region of the outer surface of the outer pane, wherein the surface compressive stress of the prestressing region is increased in relation to the associated surrounding region, and wherein in particular each prestressing region is arranged in complete overlap with a single airbag contact region, wherein in particular the shape of the prestressing region and the shape of the airbag contact region are the same.
Ferner umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe, mit den folgenden Schritten: (51 ) die Innenscheibe, vorzugsweise mit einer Dicke von kleiner oder gleich 1 ,6 mm, wird bereichsweise chemisch vorgespannt, wobei nur an der außenseitigen Oberfläche (Seite III) der Innenscheibe, in senkrechter Durchsicht durch die Verbundscheibe, in vollständiger Überdeckung zu dem einen oder den mehreren Airbag-Kontaktbereichen, mindestens ein Vorspannbereich mit erhöhter Oberflächendruckspannung erzeugt wird, und optional die Außenscheibe, vorzugsweise mit einer Dicke von kleiner oder gleich 2,1 mm, bereichsweise chemisch vorgespannt wird, wobei nur an der außenseitigen Oberfläche (Seite I) der Außenscheibe, (insbesondere bezogen auf den im Fahrzeug verbauten Zustand) in senkrechter Durchsicht durch die Verbundscheibe (1 ), in vollständiger Überdeckung zu dem einen oder den mehreren Airbag-Kontaktbereichen (4), mindestens ein chemisch vorgespannter Vorspannbereich mit erhöhter Oberflächendruckspannung erzeugt wird, The invention further comprises a method for producing a composite pane according to the invention, comprising the following steps: (51) the inner pane, preferably with a thickness of less than or equal to 1.6 mm, is chemically prestressed in regions, with at least one prestressing region with increased surface compressive stress being produced only on the outer surface (side III) of the inner pane, when viewed perpendicularly through the composite pane, in complete overlap with the one or more airbag contact regions, and optionally the outer pane, preferably with a thickness of less than or equal to 2.1 mm, is chemically prestressed in regions, with at least one chemically prestressed prestressing region with increased surface compressive stress being produced only on the outer surface (side I) of the outer pane (in particular with respect to the state installed in the vehicle) when viewed perpendicularly through the composite pane (1), in complete overlap with the one or more airbag contact regions (4),
(52) die mindestens eine thermoplastische Zwischenschicht zwischen der Innenscheibe und der Außenscheibe angeordnet wird, und (52) the at least one thermoplastic intermediate layer is arranged between the inner pane and the outer pane, and
(53) die Innenscheibe und die Außenscheibe durch Lamination miteinander verbunden werden. (53) the inner pane and the outer pane are joined together by lamination.
Die Innen- und Außenscheibe wird bevorzugt als Flachglas im Float-Prozess hergestellt und auf die gewünschte Größe und Form zurechtgeschnitten. The inner and outer panes are preferably manufactured as flat glass using the float process and cut to the desired size and shape.
Die Innen- und Außenscheibe werden typischer einem Biegeprozess bei erhöhten Temperaturen unterzogen, beispielsweise bei 500°C bis 700°C, wo sie ihre endgültige dreidimensionale Form erhalten. Bevorzugt werden die Innen- und Außenscheibe gemeinsam (d.h. zeitgleich und durch dasselbe Werkzeug) kongruent gebogen, weil dadurch die Form der Scheiben für die später erfolgende Laminierung optimal aufeinander abgestimmt sind. Nach dem Biegen werden die Scheiben langsam abgekühlt. Ein zu schnelles Abkühlen erzeugt thermische Spannungen in den Scheiben, die beim späteren chemischen Tempern zu Formänderungen führen können. Die Abkühlrate beträgt bis zur Abkühlung auf eine Temperatur von 400 °C bevorzugt von 0,05 °C/sec bis 0,5 °C/sec, besonders bevorzugt von 0,1 bis 0,3 °C/sec. Durch ein derartig langsames Abkühlen können thermische Spannungen im Glas vermieden werden, welche insbesondere zu optischen Mängeln führen sowie zu einer negativen Beeinträchtigung der späteren chemischen Vorspannung. Es kann danach weiter abgekühlt werden, auch mit höheren Abkühlraten, weil unterhalb 400 °C die Gefahr der Erzeugung von thermischen Spannungen gering ist. Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das chemische Vorspannen unterhalb der Glasübergangstemperatur (Tg), beispielsweise bei einer Temperatur von 300 °C bis 600 °C, insbesondere im Bereich von 400 °C bis 500 °C. Die Innenscheibe und optional Außenscheibe wird dabei beispielsweise mit einer Salzschmelze behandelt, beispielsweise mit der Salzschmelze lokal beschichtet (z.B. im Spin-Coat-Verfahren). Während der Behandlung werden insbesondere Natrium-Ionen des Glases durch größere Ionen (d.h. Ionen mit größerem lonenradius), insbesondere größere Alkali-Ionen ausgetauscht, wodurch die gewünschten Oberflächendruckspannungen erzeugt werden. Die Salzschmelze ist beispielsweise die Schmelze eines Kaliumsalzes, insbesondere Kaliumnitrat (KNO3) oder Kaliumsulfat (KSO4). Der Austausch von Ionen wird durch die Diffusion der Alkali-Ionen bestimmt. Die gewünschten Werte für die Oberflächendruckspannungen und Druckspannungstiefen können daher insbesondere durch die Temperatur und die Dauer des Vorspannprozesses eingestellt werden. Übliche Zeiten für die Dauer betragen von 2 Stunden bis 48 Stunden. Nach der Behandlung mit der Salzschmelze wird die Scheibe auf Raumtemperatur abgekühlt. Anschließend wird die Scheibe gereinigt, bevorzugt mit Schwefelsäure (H2SO4). The inner and outer panes are typically subjected to a bending process at elevated temperatures, for example at 500°C to 700°C, where they receive their final three-dimensional shape. The inner and outer panes are preferably bent congruently together (i.e. at the same time and using the same tool), as this ensures that the shape of the panes is optimally coordinated for later lamination. After bending, the panes are slowly cooled. Cooling too quickly creates thermal stresses in the panes, which can lead to shape changes during later chemical tempering. The cooling rate up to cooling to a temperature of 400 °C is preferably from 0.05 °C/sec to 0.5 °C/sec, particularly preferably from 0.1 to 0.3 °C/sec. Such slow cooling can avoid thermal stresses in the glass, which in particular lead to optical defects and have a negative impact on the later chemical tempering. It can then be cooled further, even at higher cooling rates, because below 400 °C the risk of generating thermal stresses is low. According to one embodiment of the method according to the invention, the chemical tempering takes place below the glass transition temperature (T g ), for example at a temperature of 300 °C to 600 °C, in particular in the range of 400 °C to 500 °C. The inner pane and optionally the outer pane are treated, for example, with a molten salt, for example locally coated with the molten salt (e.g. in the spin coat process). During the treatment, sodium ions in the glass in particular are exchanged for larger ions (ie ions with a larger ionic radius), in particular larger alkali ions, thereby generating the desired surface compressive stresses. The molten salt is, for example, the melt of a potassium salt, in particular potassium nitrate (KNO3) or potassium sulfate (KSO4). The exchange of ions is determined by the diffusion of the alkali ions. The desired values for the surface compressive stresses and compressive stress depths can therefore be set in particular by the temperature and duration of the tempering process. Typical times for the duration are from 2 hours to 48 hours. After treatment with the molten salt, the disc is cooled to room temperature. The disc is then cleaned, preferably with sulphuric acid (H2SO4).
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das chemische Vorspannen oberhalb der Glasübergangstemperatur (Tg), die typischer Weise zwischen 500 °C und 700 °C liegt. Die Innenscheibe und optional Außenscheibe wird dabei beispielsweise mit einer Salzschmelze behandelt, beispielsweise mit der Salzschmelze beschichtet (z.B. im Spin-Coat-Verfahren). Während der Behandlung werden Natrium-Ionen des Glases durch kleinere Ionen (d.h. Ionen mit kleinerem lonenradius), vorzugsweise Lithium- Ionen, ausgetauscht, wodurch die gewünschten Oberflächendruckspannungen erzeugt werden. Die Salzschmelze ist bevorzugt die Schmelze eines Lithiumsalzes, insbesondere Lithiumnitrat (LiNOs) oder Lithiumsulfat (U2SO4). Der Austausch von Ionen wird durch die Diffusion der Austausch-Ionen bestimmt. Die gewünschten Werte für die Oberflächendruckspannungen und Druckspannungstiefen können daher insbesondere durch die Temperatur und die Dauer des Vorspannprozesses eingestellt werden. Nach der Behandlung mit der Salzschmelze wird die Scheibe auf Raumtemperatur abgekühlt. Anschließend wird die Scheibe gereinigt, bevorzugt mit Schwefelsäure (H2SO4). According to an alternative embodiment of the method according to the invention, the chemical tempering takes place above the glass transition temperature (T g ), which is typically between 500 °C and 700 °C. The inner pane and optionally the outer pane are treated with a salt melt, for example, coated with the salt melt (e.g. in the spin coat process). During the treatment, sodium ions in the glass are exchanged for smaller ions (ie ions with a smaller ionic radius), preferably lithium ions, thereby generating the desired surface compressive stresses. The salt melt is preferably the melt of a lithium salt, in particular lithium nitrate (LiNOs) or lithium sulfate (U2SO4). The exchange of ions is determined by the diffusion of the exchange ions. The desired values for the surface compressive stresses and compressive stress depths can therefore be set in particular by the temperature and duration of the tempering process. After treatment with the salt melt, the pane is cooled to room temperature. The pane is then cleaned, preferably with sulfuric acid (H2SO4).
Grundsätzlich kann das Glassubstrat mit einer beliebigen Abscheidetechnik beschichtet werden, wobei bevorzugt ein Druckverfahren wie das in der industriellen Scheibenfertigung gängige Siebdruckverfahren eingesetzt wird. Beim Siebdruckverfahren wird vor dem Biegen der Scheibe eine Mischung aus organischem Medium und anorganischen Partikeln, die die Diffusionselemente enthalten, auf die Glasoberfläche gedruckt. Die Diffusionselemente können als festes Pulver, z.B. Lithiumcarbonat (Li2CC>3), oder als Netzwerkmodifikatoren in Silikat-Glas- fritten vorliegen. Bei einer Beschichtung auf Silikatbasis (Sol-Gel) kann das Nassverfahren eingesetzt werden, um vor dem Biegen eine Silikatschicht abzuscheiden, die reich an Alkalielementen wie Kalium oder Lithium ist. In principle, the glass substrate can be coated using any deposition technique, whereby a printing process such as the screen printing process commonly used in industrial glass production is preferably used. In the screen printing process, before the glass is bent, A mixture of organic medium and inorganic particles containing the diffusion elements is printed onto the glass surface. The diffusion elements can be present as a solid powder, eg lithium carbonate (Li 2 CC>3), or as network modifiers in silicate glass frits. In the case of a silicate-based coating (sol-gel), the wet process can be used to deposit a silicate layer rich in alkali elements such as potassium or lithium before bending.
Wenn die Diffusion oberhalb der Glasübergangstemperatur (Tg) des Glassubstrats stattfindet, ist die Größe der Alkali-Ionen, die in das Glas diffundieren sollen, vorzugsweise kleiner als der lonenradius von Natrium-Ionen, wie z.B. Lithium-Ionen. Die eindiffundierten Ionen verringern in den Diffusionsbereichen den thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Glases. Daher sind diese Diffusionsbereiche nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur Druckspannungen ausgesetzt. If the diffusion takes place above the glass transition temperature (T g ) of the glass substrate, the size of the alkali ions that are to diffuse into the glass is preferably smaller than the ionic radius of sodium ions, such as lithium ions. The diffused ions reduce the thermal expansion coefficient of the glass in the diffusion regions. Therefore, these diffusion regions are subject to compressive stresses after cooling to room temperature.
Eine ähnliche Vorgehensweise ist Verwendung einer Silika-Sol-Gel-Schicht mit alkalischen Clustern. Die Höhe der lokalen Oberflächendruckspannung kann durch die Konzentration der Alkali-Ionen (wie Lithium), die die Natrium-Ionen in der Glasoberfläche ersetzen, eingestellt werden. Hohe Druckspannungen lassen sich durch Erhöhung der Dicke der Lithiumcarbonatschicht und durch Erhöhung der Lithiumionenkonzentration in den Silikatschichten (Glasfritte für den Siebdruck, Silikatschicht für die Sol-Gel-Beschichtung) erreichen. Besonders bevorzugt ist die Verwendung von Lithium enthaltendem Silikat. A similar approach is to use a silica sol-gel layer with alkaline clusters. The level of the local surface compressive stress can be adjusted by the concentration of alkali ions (such as lithium) that replace the sodium ions in the glass surface. High compressive stresses can be achieved by increasing the thickness of the lithium carbonate layer and by increasing the lithium ion concentration in the silicate layers (glass frit for screen printing, silicate layer for the sol-gel coating). The use of lithium-containing silicate is particularly preferred.
Die Herstellung der Verbundscheibe durch Lamination erfolgt mit üblichen, dem Fachmann an sich bekannten Methoden, beispielsweise Autoklavverfahren, Vakuumsackverfahren, Vakuumringverfahren, Kalanderverfahren, Vakuumlaminatoren oder Kombinationen davon. Die Verbindung von Innenscheibe und Außenscheibe erfolgt dabei üblicherweise unter Einwirkung von Hitze, Vakuum und / oder Druck. The composite pane is manufactured by lamination using conventional methods known to those skilled in the art, such as autoclave processes, vacuum bag processes, vacuum ring processes, calender processes, vacuum laminators or combinations thereof. The inner pane and outer pane are usually joined together using heat, vacuum and/or pressure.
Die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verbundscheibe gelten entsprechend auch für Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe. The preferred embodiments of the composite pane according to the invention described above also apply accordingly to methods for producing a composite pane according to the invention.
Die Erfindung erstreckt sich auch auf die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe in Kraftfahrzeugen, vorzugsweise als Windschutzscheibe. Die Erfindung betrifft auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe als Fahrzeugscheibe in Kraftfahrzeugen und insbesondere als Windschutzscheibe für ein Head- Up-Display The invention also extends to the use of the composite pane according to the invention in motor vehicles, preferably as a windshield. The invention also relates to the use of the composite pane according to the invention as a vehicle pane in motor vehicles and in particular as a windshield for a head-up display
Die verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung können einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein. The various embodiments of the invention can be implemented individually or in any combination.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Figuren genommen wird. Es zeigen in vereinfachter, nicht maßstabsgetreuer (schematischer) Darstellung: The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments, with reference to the attached figures. They show in a simplified, not to scale (schematic) representation:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe, Fig. 1 is a plan view of an embodiment of the composite pane according to the invention,
Fig. 2 einen Querschnitt durch die in Figur 1 gezeigten Ausführungsform, Fig. 2 is a cross-section through the embodiment shown in Figure 1,
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe, Fig. 3 shows a cross section through another embodiment of the composite pane according to the invention,
Fig. 4 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe, Fig. 4 is a cross-section through another embodiment of the composite pane according to the invention,
Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Flussdiagramms. Fig. 5 shows an embodiment of the method according to the invention using a flow chart.
Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100 und in Figur 2 ist der Querschnitt durch die in Figur 1 gezeigte Verbundscheibe 100 entlang der Schnittlinie X-X‘ dargestellt. Die Verbundscheibe 100 dient hier beispielsweise als Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs, das über Airbags, insbesondere Frontairbags, verfügt. Figure 1 shows a plan view of an embodiment of the composite pane 100 according to the invention and Figure 2 shows the cross section through the composite pane 100 shown in Figure 1 along the section line X-X'. The composite pane 100 serves here, for example, as a windshield of a motor vehicle that has airbags, in particular front airbags.
Die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Verbundscheibe 100 weist eine Oberkante O, eine Unterkante U und zwei Seitenkanten S auf. Weiterhin umfasst die Verbundscheibe 100 eine Außenscheibe 1 mit einer außenseitigen Oberfläche I und einer innenraumseitigen Oberfläche II, eine Innenscheibe 2 mit einer außenseitigen Oberfläche III und einer innenraumseitigen Oberfläche IV, sowie eine thermoplastische Zwischenschicht 3. Die thermoplastische Zwischenschicht 3 ist zwischen der Außenscheibe 1 und der Innenscheibe 2 angeordnet und verbindet diese fest miteinander. Die Außenscheibe 1 , die thermoplastische Zwischenschicht 3 und die Innenscheibe 2 sind vollflächig übereinander angeordnet. The composite pane 100 shown in Figures 1 and 2 has an upper edge O, a lower edge U and two side edges S. The composite pane 100 further comprises an outer pane 1 with an outside surface I and an inside surface II, an inner pane 2 with an outside surface III and an inside surface IV, and a thermoplastic intermediate layer 3. The thermoplastic Intermediate layer 3 is arranged between the outer pane 1 and the inner pane 2 and firmly connects them to one another. The outer pane 1, the thermoplastic intermediate layer 3 and the inner pane 2 are arranged one above the other over their entire surface.
Die Verbundscheibe 100 dient zur flächigen Anlage eine sich entfaltenden Airbags, hier z.B. Frontairbag, des Kraftfahrzeugs In der Draufsicht von Figur 1 ist beispielhaft ein Airbag-Kontaktbereich 4 an der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 2 gezeigt. Es versteht sich, dass der Airbag-Kontaktbereich 4 nur sehr schematisch dargestellt ist und in der Praxis in Größe, Form und Position hiervon abweichen kann. Beispielsweise handelt es sich um den Airbag-Kontaktbereich eines Frontairbags auf der Fahrerseite. In Form einer Windschutzscheibe weist die Verbundscheibe 100 einen weiteren Airbag-Kontaktbereich auf der Beifahrerseite auf, der in Figur 1 nicht dargestellt ist. Der Airbag-Kontaktbereich 4 erstreckt sich nur über einen Teil der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 2. The composite pane 100 is used for the flat installation of an inflating airbag, here e.g. a front airbag, of the motor vehicle. The top view in Figure 1 shows an example of an airbag contact area 4 on the interior surface IV of the inner pane 2. It is understood that the airbag contact area 4 is only shown very schematically and in practice can differ from this in size, shape and position. For example, it is the airbag contact area of a front airbag on the driver's side. In the form of a windshield, the composite pane 100 has a further airbag contact area on the passenger side, which is not shown in Figure 1. The airbag contact area 4 only extends over part of the interior surface IV of the inner pane 2.
Die Innenscheibe 2 ist bereichsweise mit einer chemischen Vorspannung zur Erzeugung einer erhöhten Oberflächendruckspannung versehen. Wie sich aus der Schnittansicht von Figur 2 ergibt, weist die Innenscheibe 2 auf der außenseitigen Oberfläche III eine chemische Vorspannung auf, jedoch nicht auf der innenraumseitigen Oberfläche IV. In der Ausgestaltung von Figur 2 ist nur ein einziger Vorspannbereich 5 der außenseitigen Oberfläche III der Innenscheibe 2 vorgesehen, der sich über die komplette außenseitige Oberfläche III der Innenscheibe 2 erstreckt. In senkrechter Durchsicht durch die Verbundscheibe 100 überdeckt der Vorspannbereich 5 den Airbag-Kontaktbereich 4 vollständig. Dies hat den Vorteil, dass keinerlei optische Verzerrungen durch die chemische Vorspannung der kompletten außenseitigen Oberfläche III der Innenscheibe 2 zur Erzeugung der erhöhtenThe inner pane 2 is provided with a chemical prestress in some areas to generate an increased surface compressive stress. As can be seen from the sectional view of Figure 2, the inner pane 2 has a chemical prestress on the outside surface III, but not on the interior surface IV. In the embodiment of Figure 2, only a single prestressing area 5 of the outside surface III of the inner pane 2 is provided, which extends over the entire outside surface III of the inner pane 2. When viewed vertically through the composite pane 100, the prestressing area 5 completely covers the airbag contact area 4. This has the advantage that no optical distortions are caused by the chemical prestressing of the entire outside surface III of the inner pane 2 to generate the increased
Oberflächendruckspannung auftreten. Der Vorspannbereich 5, hier die komplette außenseitige Oberfläche III der Innenscheibe 2, weist eine erhöhteSurface compressive stress can occur. The prestressing area 5, here the complete outer surface III of the inner pane 2, has an increased
Oberflächendruckspannung in Bezug auf die nicht zum Vorspannbereich 5 gehörenden Oberflächenbereiche der Innenscheibe 2 auf, hier vor allem die innenraumseitige Oberfläche IV der Innenscheibe 2, welche keiner chemischen Vorspannung zur Erzeugung einer Oberflächendruckspannung unterzogen wurde. Surface compressive stress in relation to the surface areas of the inner pane 2 not belonging to the prestressing area 5, here in particular the interior-side surface IV of the inner pane 2, which was not subjected to any chemical prestressing to generate a surface compressive stress.
Wenn der Airbag, z.B. Frontairbag, beim explosionsartigen Entfalten im Airbag- Kontaktbereich 4 zur flächigen Anlage gegen die innenraumseitige Oberfläche IV der Innenscheibe 2 gelangt, wird die Verbundscheibe 100 an der Airbag-Kontaktfläche 4 nach außen durchgebogen, wodurch lokal eine kombinierte Zug- und Druckbelastung auf die Verbundscheibe 100 einwirkt. Vor allem an der außenseitigen Oberfläche III der Innenscheibe 2 tritt hierbei eine große Zugbelastung auf, die zum Aufweiten von Rissen und in der Folge zum Bruch der Scheibe führen kann. Der Vorspannbereich 5 wirkt dem durch eine erhöhte Druckspannung entgegen, so dass das korrekte Entfalten des Airbags sichergestellt ist, da die Verbundscheibe 100 als Widerlager mit hinreichender Stabilität eine Gegenkraft bereitstellt. If the airbag, e.g. front airbag, comes into contact with the interior surface IV of the inner pane 2 during explosive deployment in the airbag contact area 4, the composite pane 100 is bent outwards at the airbag contact area 4, which locally creates a combined tensile and compressive load on the Composite pane 100. A large tensile load occurs, particularly on the outer surface III of the inner pane 2, which can lead to cracks widening and, as a result, to the pane breaking. The pre-stressing area 5 counteracts this by increasing the compressive stress, so that the correct deployment of the airbag is ensured, since the composite pane 100 provides a counterforce as an abutment with sufficient stability.
Figur 3 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100. Die in Figur 3 im Querschnitt (analog zu Figur 2) gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in Figur 2 gezeigten nur dahingehend, dass der Vorspannbereich 5 der außenseitigen Oberfläche III nicht vollflächig ausgebildet ist, sondern nur in einem Teil der außenseitigen Oberfläche III vorliegt. Der Vorspannbereich 5 mit erhöhter Druckspannung ist (in der Ebene der außenseitigen Oberfläche III) vollständig von einem Umgebungsbereich 6 der außenseitigen Oberfläche III der Innenscheibe 2 umgeben, wobei die Oberflächendruckspannung des Vorspannbereichs 5 in Bezug auf den Umgebungsbereich 6, der keine chemische Vorspannung aufweist, erhöht ist. In senkrechter Durchsicht durch die Verbundscheibe 100 überdeckt der Vorspannbereich 5 den Airbag-Kontaktbereich 4 vollständig. Der Vorspannbereich 5 ist hier etwas größer als der Airbag-Kontaktbereich 4, wobei es denkbar ist, dass sich die beiden Bereiche in Form und Größe entsprechen. Figure 3 shows a cross section through a further embodiment of the composite pane 100 according to the invention. The embodiment shown in cross section in Figure 3 (analogous to Figure 2) differs from that shown in Figure 2 only in that the prestressing region 5 of the outer surface III is not formed over the entire surface, but is only present in part of the outer surface III. The prestressing region 5 with increased compressive stress is completely surrounded (in the plane of the outer surface III) by a surrounding region 6 of the outer surface III of the inner pane 2, wherein the surface compressive stress of the prestressing region 5 is increased in relation to the surrounding region 6, which has no chemical prestressing. When viewed vertically through the composite pane 100, the prestressing region 5 completely covers the airbag contact region 4. The prestressing region 5 is here somewhat larger than the airbag contact region 4, wherein it is conceivable that the two regions correspond in shape and size.
Figur 4 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100. Die in Figur 4 im Querschnitt (analog zu Figur 2) gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in Figur 2 gezeigten nur dahingehend, dass auch die Außenscheibe 1 bereichsweise mit einer chemischen Vorspannung versehen ist. Konkret ist nur auf der außenseitigen Oberfläche I der Außenscheibe 1 ein Vorspannbereich 5' mit erhöhter Druckspannung ausgebildet. Der Vorspannbereich 5' der außenseitigen Oberfläche I ist nicht vollflächig ausgebildet, sondern liegt nur in einem Teil der außenseitigen Oberfläche I vor. In der Ebene der Außenscheibe 1 ist der Vorspannbereich 5' vollständig von einem Umgebungsbereich 6' der außenseitigen Oberfläche I der Außenscheibe 1 umgeben, wobei die Oberflächendruckspannung des Vorspannbereichs 5' in Bezug auf den Umgebungsbereich 6', der keine chemische Vorspannung aufweist, erhöht ist. In senkrechter Durchsicht durch die Verbundscheibe 100 überdeckt der Vorspannbereich 5' den Airbag- Kontaktbereich 4 vollständig. Der Vorspannbereich 5' ist auch hier etwas größer als der Airbag-Kontaktbereich 4, wobei es denkbar ist, dass sich die beiden Bereiche in Form und Größe entsprechen. Durch den weiteren chemischen Vorspannbereich 5 kann die Gefahr einer Rissbildung in der außenseitigen Oberfläche I vermindert werden, so dass die Sicherheit weiter verbessert ist. Figure 4 shows a cross section through a further embodiment of the composite pane 100 according to the invention. The embodiment shown in cross section in Figure 4 (analogous to Figure 2) differs from that shown in Figure 2 only in that the outer pane 1 is also provided with a chemical prestress in some areas. Specifically, a prestressing area 5' with increased compressive stress is only formed on the outer surface I of the outer pane 1. The prestressing area 5' of the outer surface I is not formed over the entire surface, but is only present in part of the outer surface I. In the plane of the outer pane 1, the prestressing area 5' is completely surrounded by a surrounding area 6' of the outer surface I of the outer pane 1, wherein the surface compressive stress of the prestressing area 5' is increased in relation to the surrounding area 6', which has no chemical prestress. When viewed vertically through the composite pane 100, the prestressing area 5' completely covers the airbag contact area 4. Here, too, the pre-tensioning area 5' is somewhat larger than the airbag contact area 4, although it is conceivable that the two areas correspond in shape and size. The additional chemical pre-tensioning area 5 can reduce the risk cracking in the outside surface I can be reduced, so that safety is further improved.
Die Außenscheibe 1 und die Innenscheibe 2 bestehen beispielweise aus Kalk-Natron-Glas oder Borsilikatglas und müssen sich dazu eignen, chemisch vorgespannt zu werden. Die beiden Scheiben weisen zu diesem Zweck einen geeigneten Anteil an Natrium auf. Die Zwischenschicht 3 besteht aus einem thermoplastischen Material, wie Polyvinylbutyral (PVB). The outer pane 1 and the inner pane 2 consist, for example, of soda-lime glass or borosilicate glass and must be suitable for chemically tempering. For this purpose, the two panes contain a suitable proportion of sodium. The intermediate layer 3 consists of a thermoplastic material such as polyvinyl butyral (PVB).
Die Dicke der Außenscheibe 1 ist kleiner als 2,1 mm und liegt beispielsweise im Bereich von 0,5 bis 1 ,5 mm. Die Dicke der Innenscheibe 2 ist kleiner als 1 ,6 mm und liegt beispielsweise im Bereich von 0,5 bis 1 ,5 mm und insbesondere im Bereich von 0,6 mm bis 1 ,0 mm. The thickness of the outer pane 1 is less than 2.1 mm and is, for example, in the range from 0.5 to 1.5 mm. The thickness of the inner pane 2 is less than 1.6 mm and is, for example, in the range from 0.5 to 1.5 mm and in particular in the range from 0.6 mm to 1.0 mm.
Es versteht sich, dass die Verbundscheibe 100 jede beliebige geeignete geometrische Form und/oder Krümmung aufweisen kann. Typischerweise ist die Verbundscheibe 100 eine gebogene Verbundscheibe. Beispielsweise ist die Verbundscheibe 100 die Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs. It is understood that the composite pane 100 may have any suitable geometric shape and/or curvature. Typically, the composite pane 100 is a curved composite pane. For example, the composite pane 100 is the windshield of a motor vehicle.
In Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Flussdiagramms gezeigt. In Fig. 5, an embodiment of the method according to the invention is shown using a flow chart.
In einem ersten Schritt S1 wird die Innenscheibe 2 bereichsweise chemisch vorgespannt, wobei nur an der außenseitigen Oberfläche III der Innenscheibe 2, in senkrechter Durchsicht durch die Verbundscheibe, in vollständiger Überdeckung zum Airbag-Kontaktbereich 4 ein Vorspannbereich 5 mit erhöhter Oberflächendruckspannung erzeugt wird. Zudem wird die Außenscheibe 1 bereichsweise chemisch vorgespannt wird, wobei nur an der außenseitigen Oberfläche I der Außenscheibe 1 , (insbesondere bezogen auf den im Fahrzeug verbauten Zustand der Verbundscheibe) in senkrechter Durchsicht durch die Verbundscheibe 100, in vollständiger Überdeckung zum Airbag-Kontaktbereich 4 ein chemisch vorgespannter Vorspannbereich 5' mit erhöhter Oberflächendruckspannung erzeugt wird. In a first step S1, the inner pane 2 is chemically prestressed in certain areas, with a prestressing area 5 with increased surface compressive stress being generated only on the outer surface III of the inner pane 2, when viewed perpendicularly through the composite pane, in complete overlap with the airbag contact area 4. In addition, the outer pane 1 is chemically prestressed in certain areas, with a chemically prestressed prestressing area 5' with increased surface compressive stress being generated only on the outer surface I of the outer pane 1 (in particular with respect to the state of the composite pane installed in the vehicle) when viewed perpendicularly through the composite pane 100, in complete overlap with the airbag contact area 4.
In einem zweiten Schritt S2 wird die thermoplastische Zwischenschicht 3 zwischen der Innenscheibe 2 und der Außenscheibe 1 angeordnet. In a second step S2, the thermoplastic intermediate layer 3 is arranged between the inner pane 2 and the outer pane 1.
In einem dritten Schritt S3 werden die Innenscheibe 2 und die Außenscheibe 1 durch Lamination miteinander verbunden. Die chemisch vorgespannten Vorspannbereiche 5, 5' können durch Eindiffundieren von Austausch-Ionen in das Glas unterhalb der Glasübergangstemperatur (Tg), beispielsweise bei einer Temperatur von 300 °C bis 600 °C, insbesondere im Bereich von 400 °C bis 500 °C, hergestellt werden. In diesem Fall werden Natrium-Ionen des Glases durch größere Ionen (d.h. Ionen mit größerem lonenradius), insbesondere größere Alkali-Ionen ausgetauscht, vorzugsweise Kaliumionen, wodurch die gewünschten Oberflächendruckspannungen erzeugt werden. Besonders vorteilhaft werden die Vorspannbereiche 5, 5' durch Eindiffundieren von Austausch-Ionen in das Glas oberhalb der Glasübergangstemperatur (Tg), die typischer Weise zwischen 500 °C und 700 °C liegt, erzeugt. Hierbei werden die Natrium-Ionen des Glases durch kleinere Ionen (d.h. Ionen mit kleinerem lonenradius), vorzugsweise Lithium- Ionen, ausgetauscht, wodurch die gewünschten Oberflächendruckspannungen erzeugt werden. In a third step S3, the inner pane 2 and the outer pane 1 are connected to each other by lamination. The chemically prestressed tempering regions 5, 5' can be produced by diffusing exchange ions into the glass below the glass transition temperature (T g ), for example at a temperature of 300 °C to 600 °C, in particular in the range of 400 °C to 500 °C. In this case, sodium ions of the glass are exchanged for larger ions (ie ions with a larger ionic radius), in particular larger alkali ions, preferably potassium ions, thereby generating the desired surface compressive stresses. The prestressing regions 5, 5' are particularly advantageously produced by diffusing exchange ions into the glass above the glass transition temperature (T g ), which is typically between 500 °C and 700 °C. In this case, the sodium ions of the glass are exchanged for smaller ions (ie ions with a smaller ionic radius), preferably lithium ions, thereby generating the desired surface compressive stresses.
Beim Aufträgen der Austausch-Ionen auf das Glas können verschiedene Abscheidetechniken zur Anwendung gelangen. Vorteilhaft sind Siebdrucktechniken, bei denen eine Mischung aus organischem Medium und anorganischen Partikeln, die die Diffusionselemente enthalten, auf die Glasoberfläche gedruckt wird. Die diffundierenden Elemente können als festes Pulver, z. B. Lithiumcarbonat, oder als Netzwerkmodifikatoren in Silikat-Glasfritten vorliegen. Bei einer Beschichtung auf Silikatbasis (Sol-Gel) kann das Nassverfahren eingesetzt werden, um eine Silikatschicht abzuscheiden, die reich an Alkalielementen wie Kalium oder Lithium ist. Die Höhe der lokalen Oberflächenspannung kann durch die Konzentration der Alkali-Ionen (wie Lithium), die die Natrium-Ionen in der Glasoberfläche ersetzen, eingestellt werden. Various deposition techniques can be used to apply the exchange ions to the glass. Screen printing techniques are advantageous, in which a mixture of organic medium and inorganic particles containing the diffusion elements is printed onto the glass surface. The diffusing elements can be present as a solid powder, e.g. lithium carbonate, or as network modifiers in silicate glass frits. In the case of a silicate-based coating (sol-gel), the wet process can be used to deposit a silicate layer that is rich in alkali elements such as potassium or lithium. The level of the local surface tension can be adjusted by the concentration of the alkali ions (such as lithium) that replace the sodium ions in the glass surface.
Beispielsweise wird eine wässrige silikathaltige Lösung mit einem Anteil an Lithium oder Kalium auf das Glas aufgebracht. Der Lithiumanteil kann bis zu einem bestimmten Wert erhöht werden, um die Diffusion zu erleichtern. Wenn der Lithiumanteil zu hoch ist, ist das Lithium nicht mehr wasserlöslich. Beispielsweise beträgt bei Lithiumsilikat das Verhältnis Li2O/SiO2= 0,1 bis 0,4, bevorzugt 0,2 bis 0,4. Die Silikatlösung wird bei 70 Grad getrocknet, um eine Verfestigung der Oberfläche zu erreichen. Die Silikatlösung wird beispielsweise durch eine Spin-Coat-Verfahren auf der Oberfläche des Glases abgeschieden. Denkbar ist auch, dass die Beschichtung mit einem Spray erfolgt oder die Lösung mit einem Stab verteilt wird. Beispielsweise hat die Beschichtung eine Dicke von 1 pm. Anschließend wird das Glas in einem Ofen erhitzt (Konvektion). Bei einer Herstellung unterhalb der Glasübergangstemperatur wird das beschichtete Glas beispielsweise für 10 Minuten bei 250 °C gehalten. Möglich ist auch das Eindiffundieren oberhalb der Glasübergangstemperatur. For example, an aqueous silicate-containing solution with a proportion of lithium or potassium is applied to the glass. The lithium content can be increased up to a certain value to facilitate diffusion. If the lithium content is too high, the lithium is no longer water-soluble. For example, with lithium silicate, the ratio Li2O/SiO2= 0.1 to 0.4, preferably 0.2 to 0.4. The silicate solution is dried at 70 degrees to achieve a solidification of the surface. The silicate solution is deposited on the surface of the glass using a spin-coat process, for example. It is also conceivable that the coating is carried out with a spray or that the solution is distributed with a rod. For example, the coating has a thickness of 1 pm. The glass is then heated in an oven (convection). When produced below the glass transition temperature, the coated glass is heated for 10 minutes at 250 °C. Diffusion above the glass transition temperature is also possible.
Aus obigen Ausführungen ergibt sich, dass die Erfindung eine verbesserte Verbundscheibe bereitstellt, mit der durch eine erhöhte Druckspannung auf Seite III der Innenscheibe die Gefahr vermindert werden kann, dass durch die aufgrund der flächigen Anlage von einem oder mehreren Airbags auftretende hohe Zugbelastung an der Seite III der Innenscheibe eine Rissbildung an der Innenscheibe einsetzt und die Innenscheibe bricht. Die erhöhte Oberflächendruckspannung wird der lokalen Zugbelastung bei der Durchbiegung der Verbundscheibe nach außen entgegen. Optional kann die Seite I der Außenscheibe mit einer erhöhten Oberflächendruckspannung versehen werden, um das Risiko einer Rissbildung weiter zu verringern. Das korrekte Entfalten von Airbags, insbesondere Frontairbags, kann durch eine hinreichende Stabilität bzw. Steifheit der Verbundscheibe, die als Widerlager beim Entfalten der Airbags dient und eine entsprechende Gegenkraft ausüben muss, auch bei dünnen Verbundscheiben stets sichergestellt werden. In der industriellen Serienfertigung kann die Verbundscheibe effizient und kostengünstig hergestellt werden, wobei sich die Herstellung der Verbundscheibe in gängigen Herstellungsverfahren auf einfache Weise implementieren lässt. From the above statements it follows that the invention provides an improved composite pane with which an increased compressive stress on side III of the inner pane can reduce the risk of cracks forming on the inner pane and the inner pane breaking due to the high tensile load on side III of the inner pane that occurs due to the flat contact of one or more airbags. The increased surface compressive stress counteracts the local tensile load when the composite pane bends outwards. Optionally, side I of the outer pane can be provided with an increased surface compressive stress in order to further reduce the risk of cracks forming. The correct deployment of airbags, in particular front airbags, can always be ensured even with thin composite panes by sufficient stability or rigidity of the composite pane, which serves as an abutment when the airbags are deployed and must exert a corresponding counterforce. In industrial series production, the composite pane can be manufactured efficiently and inexpensively, and the production of the composite pane can be implemented in a simple manner using common manufacturing processes.
Bezugszeichenliste: List of reference symbols:
100 Verbundscheibe 100 composite pane
1 Außenscheibe 1 outer pane
2 Innenscheibe 2 inner pane
3 thermoplastische Zwischenschicht 3 thermoplastic intermediate layer
4 Airbag-Kontaktbereich 4 Airbag contact area
5,5' Vorspannbereich 5.5' lead area
6,6' Umgebungsbereich 6.6' Surrounding area
O Oberkante der Verbundscheibe 100 O Upper edge of the composite pane 100
U Unterkante der Verbundscheibe 100 U Bottom edge of the composite pane 100
5 Seitenkante der Verbundscheibe 100 5 Side edge of the composite pane 100
I außenseitige Oberfläche der Außenscheibe 1I outside surface of the outer pane 1
II innenraumseitige Oberfläche der Außenscheibe 1II Interior surface of the outer pane 1
III außenseitige Oberfläche der Innenscheibe 2 III outside surface of the inner pane 2
IV innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe 2 IV interior surface of the inner pane 2

Claims

Patentansprüche Patent claims
1 . Verbundscheibe (100) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Außenscheibe (1 ) mit einer außenseitigen Oberfläche (I) und einer innenraumseitigen Oberfläche (II), eine Innenscheibe (2) mit einer außenseitigen Oberfläche (III) und einer innenraumseitigen Oberfläche (IV), mindestens eine thermoplastische Zwischenschicht (3), die zwischen der Außenscheibe (1 ) und der Innenscheibe (2) angeordnet ist und diese fest miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenscheibe (2) nur an der außenseitigen Oberfläche (III) mindestens einen chemisch vorgespannten Vorspannbereich (5) mit erhöhter Oberflächendruckspannung aufweist. 1. Composite pane (100) for a motor vehicle, comprising an outer pane (1) with an outer surface (I) and an interior surface (II), an inner pane (2) with an outer surface (III) and an interior surface (IV), at least one thermoplastic intermediate layer (3) which is arranged between the outer pane (1) and the inner pane (2) and firmly connects them to one another, characterized in that the inner pane (2) has at least one chemically prestressed prestressing region (5) with increased surface compressive stress only on the outer surface (III).
2. Verbundscheibe (100) nach Anspruch 1 , bei welcher i) ein einziger Vorspannbereich (5) der außenseitigen Oberfläche (III) der Innenscheibe (2) vorgesehen ist, der sich über die komplette außenseitige Oberfläche (III) der Innenscheibe (2) erstreckt, oder ii) ein oder mehrere Vorspannbereiche (5) der außenseitigen Oberfläche (III) der Innenscheibe (2) vorgesehen sind, wobei jeder Vorspannbereich (5) wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, von einem Umgebungsbereich (6) der außenseitigen Oberfläche (III) der Innenscheibe (2) umgeben ist, wobei die Oberflächendruckspannung des Vorspannbereichs (5) in Bezug auf den zugehörigen Umgebungsbereich (6) erhöht ist. 2. Composite pane (100) according to claim 1, in which i) a single prestressing region (5) of the outer surface (III) of the inner pane (2) is provided, which extends over the complete outer surface (III) of the inner pane (2), or ii) one or more prestressing regions (5) of the outer surface (III) of the inner pane (2) are provided, wherein each prestressing region (5) is at least partially, in particular completely, surrounded by a surrounding region (6) of the outer surface (III) of the inner pane (2), wherein the surface compressive stress of the prestressing region (5) is increased in relation to the associated surrounding region (6).
3. Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei welcher die Außenscheibe (1 ) nur an der außenseitigen Oberfläche (I) mindestens einen chemisch vorgespannten Vorspannbereich (5') mit erhöhter Oberflächendruckspannung aufweist. 3. Composite pane (100) according to one of claims 1 or 2, in which the outer pane (1) has at least one chemically prestressed prestressing region (5') with increased surface compressive stress only on the outer surface (I).
4. Verbundscheibe (100) nach Anspruch 3, bei welcher ein einziger Vorspannbereich (5') der außenseitigen Oberfläche (I) der Außenscheibe (1 ) vorgesehen ist, der sich über die komplette außenseitige Oberfläche (I) der Außenscheibe (1 ) erstreckt. 4. Composite pane (100) according to claim 3, in which a single prestressing region (5') of the outer surface (I) of the outer pane (1) is provided, which extends over the entire outer surface (I) of the outer pane (1).
5. Verbundscheibe (100) nach Anspruch 3, bei welcher ein oder mehrere Vorspannbereiche (5') der außenseitigen Oberfläche (I) der Außenscheibe (1 ) vorgesehen sind, wobei jeder Vorspannbereich (5) wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, von einem Umgebungsbereich (6') der außenseitigen Oberfläche (I) der Außenscheibe (1 ) umgeben ist, wobei die Oberflächendruckspannung des Vorspannbereichs (5') in Bezug auf den zugehörigen Umgebungsbereich (6') erhöht ist. 5. Composite pane (100) according to claim 3, in which one or more prestressing regions (5') of the outer surface (I) of the outer pane (1) are provided, wherein each prestressing region (5) is at least partially, in particular completely, surrounded by a surrounding region (6') of the outer surface (I) of the outer pane (1), wherein the surface compressive stress of the prestressing region (5') is increased in relation to the associated surrounding region (6').
6. Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher jeder Vorspannbereich (5, 5') mit erhöhter Oberflächendruckspannung Austausch-Ionen für Natriumionen aufweist, wobei ein lonenradius der Austausch-Ionen geringer ist als der lonenradius von Natriumionen, wobei die Austausch-Ionen insbesondere Lithium-Ionen sind. 6. Composite pane (100) according to one of claims 1 to 5, wherein each prestressing region (5, 5') with increased surface compressive stress has exchange ions for sodium ions, wherein an ion radius of the exchange ions is smaller than the ion radius of sodium ions, wherein the exchange ions are in particular lithium ions.
7. Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welcher die Außenscheibe (1 ) eine Scheibendicke von weniger als 2,1 mm und die Innenscheibe (2) eine Scheibendicke von weniger als 1 ,6 mm aufweist. 7. Composite pane (100) according to one of claims 1 to 6, wherein the outer pane (1) has a pane thickness of less than 2.1 mm and the inner pane (2) has a pane thickness of less than 1.6 mm.
8. Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe (100) für ein Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, welches umfasst: 8. A method for producing a composite pane (100) for a motor vehicle according to one of claims 1 to 7, which comprises:
(51 ) chemisches Vorspannen der Innenscheibe (2), wobei an der Innenscheibe (2) nur an der außenseitigen Oberfläche (Seite III) mindestens ein Vorspannbereich (5) mit erhöhter Oberflächendruckspannung erzeugt wird, (51 ) chemically toughening the inner pane (2), whereby at least one toughening region (5) with increased surface compressive stress is produced on the inner pane (2) only on the outer surface (side III),
(52) mindestens eine thermoplastische Zwischenschicht (3) zwischen der Innenscheibe (2) und der Außenscheibe (1 ) angeordnet wird, und (52) at least one thermoplastic intermediate layer (3) is arranged between the inner pane (2) and the outer pane (1), and
(53) die Innenscheibe (2) und die Außenscheibe (1 ) durch Lamination miteinander verbunden werden. (53) the inner pane (2) and the outer pane (1) are joined together by lamination.
9. Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe (100) für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 8, bei welchem die Außenscheibe (1 ) chemisch vorgespannt wird, wobei an der Außenscheibe (1 ) nur an der außenseitigen Oberfläche (Seite I) mindestens ein chemisch vorgespannter Vorspannbereich (5') mit erhöhter Oberflächendruckspannung erzeugt wird. 9. Method for producing a composite pane (100) for a motor vehicle according to claim 8, in which the outer pane (1) is chemically prestressed, wherein at least one chemically prestressed prestressing region (5') with increased surface compressive stress is produced on the outer pane (1) only on the outside surface (side I).
10. Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe (100) für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 8 oder 9, bei welchem der mindestens eine Vorspannbereich (5, 5') durch Eindiffundieren von Ionen, insbesondere Lithiumionen, mit kleinerem lonenradius als Natriumionen oberhalb der Glasübergangstemperatur erzeugt wird. 10. Method for producing a composite pane (100) for a motor vehicle according to claim 8 or 9, in which the at least one prestressing region (5, 5') is produced by diffusing ions, in particular lithium ions, with a smaller ion radius than sodium ions above the glass transition temperature.
11 . Kraftfahrzeug mit einem oder mehreren Airbags, mit einer Verbundscheibe (100) nach einem Ansprüche 1 bis 7, bei welcher die innenraumseitige Oberfläche (IV) der Innenscheibe (2) einen oder mehrere Airbag-Kontaktbereiche (4) aufweist, die jeweils zur flächigen Anlage eines sich entfaltenden Airbags des Kraftfahrzeugs vorgesehen sind, wobei die Innenscheibe (2) nur an der außenseitigen Oberfläche (III), in senkrechter Durchsicht durch die Verbundscheibe (100), in vollständiger Überdeckung zu dem einen oder den mehreren Airbag-Kontaktbereichen (4), mindestens einen chemisch vorgespannten Vorspannbereich (5) mit erhöhter Oberflächendruckspannung aufweist. 11. Motor vehicle with one or more airbags, with a composite pane (100) according to one of claims 1 to 7, in which the interior-side surface (IV) of the inner pane (2) has one or more airbag contact areas (4), each of which is designed for flat contact of an inflating airbag of the motor vehicle, wherein the inner pane (2) has at least one chemically prestressed prestressing region (5) with increased surface compressive stress only on the outer surface (III), when viewed perpendicularly through the composite pane (100), in complete overlap with the one or more airbag contact regions (4).
12. Kraftfahrzeug mit einem oder mehreren Airbags nach Anspruch 1 1 , wobei ein oder mehrere Vorspannbereiche (5) der außenseitigen Oberfläche (III) der Innenscheibe (2) vorgesehen sind, wobei jeder Vorspannbereich (5) wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, von einem Umgebungsbereich (6) der außenseitigen Oberfläche (III) der Innenscheibe (2) umgeben ist, wobei die Oberflächendruckspannung des Vorspannbereichs (5) in Bezug auf den zugehörigen Umgebungsbereich (6) erhöht ist, wobei jeder Vorspannbereich (5) in vollständiger Überdeckung zu einem einzigen Airbag-Kontaktbereich (4) angeordnet ist, und wobei insbesondere die Form des Vorspannbereichs (5) und die Form des Airbag-Kontaktbereichs (4) gleich sind. 12. Motor vehicle with one or more airbags according to claim 11, wherein one or more prestressing regions (5) of the outer surface (III) of the inner pane (2) are provided, wherein each prestressing region (5) is at least partially, in particular completely, surrounded by a surrounding region (6) of the outer surface (III) of the inner pane (2), wherein the surface compressive stress of the prestressing region (5) is increased in relation to the associated surrounding region (6), wherein each prestressing region (5) is arranged in complete overlap with a single airbag contact region (4), and wherein in particular the shape of the prestressing region (5) and the shape of the airbag contact region (4) are the same.
13. Kraftfahrzeug mit einem oder mehreren Airbags nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Außenscheibe (1 ) nur an der außenseitigen Oberfläche (I), in senkrechter Durchsicht durch die Verbundscheibe (100), in vollständiger Überdeckung zu dem einen oder den mehreren Airbag-Kontaktbereichen (4), mindestens einen chemisch vorgespannten Vorspannbereich (5') mit erhöhter Oberflächendruckspannung aufweist. 13. Motor vehicle with one or more airbags according to claim 11 or 12, wherein the outer pane (1) has at least one chemically prestressed prestressing region (5') with increased surface compressive stress only on the outer surface (I), in a vertical view through the composite pane (100), in complete overlap with the one or more airbag contact regions (4).
14. Kraftfahrzeug mit einem oder mehreren Airbags nach Anspruch 13, wobei ein oder mehrere Vorspannbereiche (5') der außenseitigen Oberfläche (I) der Außenscheibe (1 ) vorgesehen sind, wobei jeder Vorspannbereich (5) wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, von einem Umgebungsbereich (6') der außenseitigen Oberfläche (I) der Außenscheibe (1 ) umgeben ist, wobei die Oberflächendruckspannung des Vorspannbereichs (5') in Bezug auf den zugehörigen Umgebungsbereich (6') erhöht ist, und wobei insbesondere jeder Vorspannbereich (5') in vollständiger Überdeckung zu einem einzigen Airbag-Kontaktbereich (4) angeordnet ist, wobei insbesondere die Form des Vorspannbereichs (5') und die Form des Airbag-Kontaktbereichs (4) gleich sind. 14. Motor vehicle with one or more airbags according to claim 13, wherein one or more prestressing regions (5') of the outside surface (I) of the outer pane (1) are provided, wherein each prestressing region (5) is at least partially, in particular completely, surrounded by a surrounding region (6') of the outside surface (I) of the outer pane (1), wherein the surface compressive stress of the prestressing region (5') is increased in relation to the associated surrounding region (6'), and wherein in particular each prestressing region (5') is arranged in complete overlap with a single airbag contact region (4), wherein in particular the shape of the prestressing region (5') and the shape of the airbag contact region (4) are the same.
15. Verwendung der Verbundscheibe (100) für ein Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7 als Fahrzeugscheibe in Kraftfahrzeugen, insbesondere als Windschutzscheibe. 15. Use of the composite pane (100) for a motor vehicle according to one of claims 1 to 7 as a vehicle pane in motor vehicles, in particular as a windshield.
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