ПРЕДНАЗНАЧЕННАЯ ДЛЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ КОМБИНИРОВАННАЯ ПАНЕЛЬ ОСТЕКЛЕНИЯ С ОПТИМИЗИРОВАННОЙ ТРАЕКТОРИЕЙ ЛУЧА ДЛЯ ДАТЧИКА, УСТАНОВЛЕННОГО НА НЕЙ
DESIGNED FOR VEHICLES COMBINED GLAZING PANEL WITH OPTIMIZED BEAM PATH FOR SENSOR MOUNTED ON IT

Изобретение относится к комбинированной панели остекления для транспортных средств, способу ее изготовления и ее применению.
Современные транспортные средства оснащают все большим количеством оптических датчиков, сигналы которых используются для помощи водителю. Примерами таких датчиков являются камеры, такие как видеокамеры или камеры ночного видения, датчики дождя, датчики освещенности или измерители расстояния. Направленные вперед датчики часто прикрепляют на поверхности внутренней стороны ветрового стекла, как правило, в центре вблизи верхнего края. Датчики делают незаметными посредством маскирующего покрытия на ветровом стекле, нанесенного печатью. Для этого традиционное периферийное имеющее вид рамки, маскирующее покрытие, нанесенное печатью, которое служит главным образом в качестве защиты от УФ-излучения для адгезива, предназначенного для соединения ветрового стекла, значительно расширяют в направлении к центру панели остекления в зоне датчиков.
Обычные датчики устанавливают на ветровом стекле так, чтобы направление обнаружения проходило горизонтально. Поскольку ветровое стекло установлено в транспортном средстве с большим наклоном, например, под углом установки, составляющим 60°, относительно вертикали, направление обнаружения датчиком образует очень острый угол, составляющий приблизительно 30°, относительно ветрового стекла. Это приводит к сравнительно большой, по существу трапециевидной, так называемой «сенсорной зоне» (или «сенсорному окну») ветрового стекла. Сенсорная зона представляет собой зону ветрового стекла, в которой обнаруживается излучение, проходящее через датчик. Таким образом, сенсорная зона ветрового стекла представляет собой зону, которая лежит на траектории луча для датчика при обнаружении.
Чем больше датчиков должны быть прикреплены на панели остекления, тем больше площадь ветрового стекла, занимаемая всеми сенсорными зонами, и тем больше должно быть маскирующее покрытие, нанесенное печатью и предназначенное для того, чтобы скрыть датчики. Однако это уменьшает общее пропускание света панелью остекления, и это часто является менее привлекательным с эстетической точки зрения.
Сенсорная зона ветрового стекла может быть уменьшена посредством выбора как можно большего угла между датчиком и ветровым стеклом, составляющего в идеальном случае 90°. Однако для того, чтобы направление обнаружения датчиком оставалось ориентированным горизонтально вперед, траектория луча при обнаружении должна соответствующим образом отклоняться в панели остекления или за панелью остекления. Известны используемые для этого, соединительные элементы, которые смонтированы между датчиком и панелью остекления, и они благодаря их показателю преломления направляют излучение, проходящее через панель остекления, в горизонтальном направлении в датчик. Такой соединительный элемент или светонаправляющий элемент известен, например, из US 2008/0284850 А1. Тем не менее, установленный снаружи, соединительный элемент увеличивает пространство, необходимое для крепежных деталей, и уязвим по отношению к повреждениям.
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить дополнительно усовершенствованную комбинированную панель остекления для транспортных средств, посредством которой уменьшается размер сенсорной зоны установленного датчика.
Задача настоящего изобретения решается в соответствии с изобретением посредством комбинированной панели остекления для транспортных средств согласно пункту 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления очевидны из зависимых пунктов формулы изобретения.
Комбинированная панель остекления для транспортных средств согласно изобретению содержит по меньшей мере наружную панель и внутреннюю панель, которые прикреплены друг к другу посредством полимерного промежуточного слоя. Наружная панель и внутренняя панель, как правило, выполнены из стекла. Комбинированная панель остекления для транспортных средств предназначена для отделения внутреннего пространства транспортного средства от внешней среды. Комбинированная панель остекления для транспортных средств представляет собой, таким образом, оконное стекло, которое вставляется в оконный проем кузова транспортного средства или предназначено для этого. Панель остекления для транспортных средств согласно изобретению представляет собой, в частности, ветровое стекло автотранспортного средства (автомобиля). Термин «внутренняя панель» относится к той панели остекления, которая предназначена для того, чтобы в установленном положении быть обращенной к внутреннему пространству транспортного средства. Термин «наружная панель» относится к той панели остекления, которая предназначена для того, чтобы в установленном положении быть обращенной к среде, внешней по отношению к транспортному средству. Та поверхность соответствующей панели остекления, которая обращена к внешней среде в установленном положении, упоминается как наружная поверхность. Та поверхность соответствующей панели остекления, которая обращена к внутреннему пространству транспортного средства, упоминается как поверхность внутренней стороны.
Комбинированная панель остекления, в частности, предназначена и пригодна для прикрепления датчика на ее внутренней панели. Для этого обращенная от промежуточного слоя поверхность внутренней панели может быть снабжена соответствующими опорами, например, кронштейном или кожухом. Зона комбинированной панели остекления, которая расположена на траектории луча для датчика при обнаружении или предназначена для этого, упоминается как «сенсорная зона» или «сенсорное окно». Излучение, которое входит в сенсорную зону через комбинированную панель остекления, обнаруживается датчиком.
2
2
2
2
Одна зона промежуточного слоя образована из первой клиновидной вставки и второй клиновидной вставки. Две клиновидные вставки выполнены из разного материала, в частности, из материалов с разными показателями преломления. Указанная зона промежуточного слоя соответствует по меньшей мере сенсорной зоне, но также может иметь больший размер. Размер указанной зоны промежуточного слоя составляет, например, от 10 см до 100 см, предпочтительно от 25 см до 50 см.
Две клиновидные вставки в каждом случае являются клинообразными, в частности, с формой прямоугольного клина. Каждая клиновидная вставка имеет два основания, расположенные одно на другом, в частности, расположенные приблизительно перпендикулярно друг другу, и скошенную грань, соединяющую основания. Это означает, что каждая из трех граней соединена с остальными двумя гранями, при этом два противоположных боковых края образуют соединительные края, так что соединенные грани имеют треугольное сечение. Скошенные грани двух клиновидных вставок предпочтительно расположены в соответствии с противоположными направлениями скоса/клина: в направлении от нижней кромки к верхней кромке комбинированной панели остекления толщина первой клиновидной вставки увеличивается и толщина второй клиновидной вставки уменьшается.
Прямоугольный клин имеет три по существу четырехугольные, в частности, прямоугольные поверхности. Первая и вторая прямоугольные поверхности соединены вдоль соединительного края под прямым углом друг относительно друга. Вследствие малой толщины комбинированной панели остекления для транспортных средств одна из указанных поверхностей значительно длиннее другой; применительно к изобретению данные две поверхности упоминаются соответственно как «длинное основание» и «короткое основание». Третья поверхность соединяется с боковыми краями длинного и короткого оснований, которые противоположны прямоугольным соединительным краям, и соединяет их. Данная поверхность в каждом случае образует острый угол относительно длинного и короткого оснований и применительно к изобретению упоминается как «скошенная грань» (наклонная поверхность). Угол между длинным основанием и скошенной гранью упоминается применительно к изобретению как «угол клина». Клин также имеет две треугольные концевые грани, которые завершают формирование конфигурации.
Две скошенные грани двух клиновидных вставок расположены одна поверх другой так, что две клиновидные вставки образуют вместе тело с прямоугольными гранями, в котором два длинных основания и два коротких основания двух клиновидных вставок расположены напротив друг друга в каждом случае и расположены параллельно друг другу. Длинные основания двух клиновидных вставок образуют две противоположные основные поверхности тела с прямоугольными гранями, посредством которых одна клиновидная вставка соединена с наружной панелью и другая клиновидная вставка соединена с внутренней панелью. Короткие основания проходят между поверхностями панелей остекления, в частности, приблизительно перпендикулярно к поверхностям панелей остекления. Зона сопряжения двух клиновидных вставок, образованная прилегающими скошенными гранями, проходит наклонно между указанными основными поверхностями и фактически так, что направление клина проходит вертикально. Это означает, что направление, в котором изменяется толщина клиньев, соответствует направлению между верхней кромкой и нижней кромкой комбинированной панели остекления. Верхняя кромка представляет собой ту боковую кромку, которая в установленном положении предназначена для того, чтобы быть обращенной вверх к крыше транспортного средства (кромка, расположенная со стороны крыши). Нижняя кромка представляет собой ту боковую кромку, которая в установленном положении предназначена для того, чтобы быть обращенной вниз по направлению к моторному отсеку (кромка, расположенная со стороны двигателя).
Вышеприведенное описание клинообразных клиновидных вставок и их размещения вместе в виде тела с прямоугольными гранями базируется на неизогнутом исходном состоянии клиновидных вставок. Поскольку реальные окна транспортных средств часто изогнуты и гибкие полимерные клиновидные вставки соответствуют кривизне, клиновидные вставки в готовой комбинированной панели остекления отклоняются от идеальной формы клина. Таким образом, две основные поверхности, а также зона сопряжения между клиновидными вставками будут слегка изогнуты, и угол между боковыми краями может немного измениться по сравнению с неизогнутым исходным состоянием. Специалист в данной области техники по-прежнему распознает клиновидные вставки и идею изобретения даже в готовой изогнутой панели остекления.
Кроме того, описание прямоугольных клиновидных вставок, которые образуют тело с прямоугольными гранями, предполагает, что поверхности стеклянных панелей остекления, обращенные к промежуточному слою, расположены параллельно друг другу. В реальных панелях остекления могут возникать небольшие отклонения от идеальной формы. Это, в частности, имеет место, когда поверхности стеклянных панелей остекления не параллельны. Такие непараллельные панели остекления являются обычными, например, в сочетании с приборными панелями на ветровых стеклах (HUD) для наложения воспроизводимых изображений, формируемых посредством отражения на двух наружных поверхностях комбинированной панели остекления, чтобы избежать, таким образом, так называемых «ложных/призрачных изображений». Для этого комбинированные панели остекления для приборных панелей на ветровых стеклах, как правило, изготавливают с клинообразной ламинирующей пленкой. Однако отклонения от идеальной формы прямоугольного клина в отдельных клиновидных вставках и от идеального тела с прямоугольными гранями в случае собранных клиновидных вставок являются небольшими, так что специалист в данной области техники может четко выявить идею изобретения.
Та клиновидная вставка, толщина которой увеличивается в направлении от нижней кромки к верхней кромке комбинированной панели остекления, упоминается применительно к изобретению как «первая клиновидная вставка». Та клиновидная вставка, толщина которой уменьшается в направлении от нижней кромки к верхней кромке комбинированной панели остекления, упоминается применительно к изобретению как «вторая клиновидная вставка». В одном варианте осуществления изобретения первая клиновидная вставка обращена к наружной панели и присоединена к ней, в то время как вторая клиновидная вставка обращена к внутренней панели и присоединена к ней. В альтернативном варианте осуществления изобретения первая клиновидная вставка обращена к внутренней панели и присоединена к ней, в то время как вторая клиновидная вставка обращена к наружной панели и присоединена к ней.
Две клиновидные вставки предпочтительно имеют по существу одинаковую форму и расположены комплементарно одна поверх другой, другими словами, с разными направлениями клиньев.
По меньшей мере одна из двух клиновидных вставок имеет показатель преломления, который отличается от показателя преломления наружной панели и внутренней панели. Таким образом, излучение, проходящее через сенсорную зону, предпочтительно отклоняется. В обычной комбинированной панели остекления для транспортных средств, которая, как правило, состоит из двух панелей остекления из натриево-кальциево-силикатного стекла и из поливинилбутирального (PVB) промежуточного слоя, в комбинированной панели остекления не происходит никаких существенных изменений показателя преломления. Луч, проходящий горизонтально через панель остекления, смещается параллельно, но остается горизонтальным даже после прохождения через панель остекления, так что датчик должен быть ориентирован параллельно горизонтали для обнаружения луча. Посредством данной по меньшей мере одной клиновидной вставки с отличающимся показателем преломления луч, падающий горизонтально, может быть отклонен так, что датчик больше не должен быть расположен горизонтально, но вместо этого может быть расположен под бульшим углом относительно комбинированной панели остекления. Таким образом, исходя из простых геометрических соображений сенсорная зона комбинированной панели остекления становится меньше и занимает меньшую площадь комбинированной панели остекления, в результате чего маскирующее покрытие, нанесенное печатью и предназначенное для того, чтобы скрыть датчик, также может быть выполнено с меньшими размерами. В частности, когда множество датчиков находятся близко друг к другу, изобретение является особенно предпочтительным, поскольку можно избежать чрезмерно большого маскирующего покрытия, нанесенного печатью и предназначенного для того, чтобы скрыть всю сенсорную зону.
Для обеспечения предпочтительного отклонения излучения разность между показателем преломления клиновидной вставки и показателем преломления наружной панели и внутренней панели должна составлять по меньшей мере 0,1. Особенно хорошие результаты получают, когда данная разность составляет по меньшей мере 0,2. Применительно к изобретению показатель преломления измеряют при длине волны, составляющей 550 нм.
Чем больше угол клина, тем больше отклонение излучения и тем более выражен эффект от изобретения. Однако геометрические размеры определяют предельную величину угла клина, при этом, в частности, короткое основание клиновидной вставки ограничено толщиной панели остекления или расстоянием между наружной и внутренней панелями. Угол клина двух клиновидных вставок должен составлять по меньшей мере 1°, предпочтительно по меньшей мере 2°, для обеспечения предпочтительного отклонения излучения.
Показатели преломления наружной панели и внутренней панели предпочтительно идентичны и предпочтительно составляют от 1,4 до 1,6, особенно предпочтительно от 1,5 до 1,6 или от 1,45 до 1,55, в частности, от 1,50 до 1,55. Наружная панель и внутренняя панель в комбинированных панелях остекления для транспортных средств, как правило, выполнены из натриево-кальциево-силикатного стекла. Натриево-кальциево-силикатное стекло имеет показатели преломления от 1,5 до 1,6, в частности, от 1,5 до 1,55, например, 1,52. Однако в принципе также могут быть использованы другие типы стекла, такие как боросиликатное стекло (с показателем преломления, составляющим, например, 1,47), алюмосиликатное стекло (с показателем преломления, составляющим, например, 1,5) или кварцевое стекло (с показателем преломления, составляющим, например, 1,46). Толщина наружной панели и внутренней панели, как правило, составляет от 0,5 мм до 5 мм, предпочтительно от 1 мм до 3 мм.
Наружная панель и внутренняя панель прикреплены друг другу посредством полимерного промежуточного слоя. Это означает, что большая часть промежуточного слоя образована из полимерного, как правило, термопластичного материала и обеспечивает адгезионное сцепление между панелями остекления. Этот термопластичный материал, как правило, размещен снаружи зоны с клиновидными вставками согласно изобретению и образован из по меньшей мере одной термопластичной пленки. Сами клиновидные вставки могут быть аналогичным образом образованы из полимерного материала. Однако клиновидные вставки также могут быть образованы из неполимерных органических или неорганических материалов, например, с кристаллической структурой.
Задача изобретения состоит в увеличении требуемого угла между датчиком и комбинированной панелью остекления. Это может быть обеспечено за счет того, что первая клиновидная вставка имеет больший показатель преломления, чем наружная панель и внутренняя панель. Показатель преломления первой клиновидной вставки предпочтительно составляет от 1,6 до 2,0, особенно предпочтительно от 1,65 до 1,8. Специалист в данной области техники в принципе может выбрать материал клиновидных вставок свободно при условии, что он имеет соответствующий показатель преломления и удовлетворяет оптическим требованиям в отношении прозрачности. В качестве материала для первой клиновидной вставки могут быть выбраны, например, пластики, которые являются обычными для очковых линз с показателями преломления, составляющими приблизительно 1,5-1,74, и имеются на рынке, например, поликарбонат (РС), такой как полиаллилдигликолькарбонат (PADC).
В альтернативном варианте вторая клиновидная вставка может иметь меньший показатель преломления, чем наружная панель и внутренняя панель. В этом случае показатель преломления второй клиновидной панели предпочтительно составляет от 1,1 до 1,45, особенно предпочтительно от 1,2 до 1,4. Вторая клиновидная вставка может содержать, например, флюорит магния или может быть образована из флюорита магния.
Особенно предпочтительный эффект достигается посредством комбинации вышеописанных вариантов осуществления, в которой первая клиновидная вставка имеет показатель преломления, который больше показателя преломления наружной панели и внутренней панели, и вторая клиновидная вставка имеет показатель преломления, который меньше показателя преломления наружной панели и внутренней панели, при вышеуказанных предпочтительных диапазонах значений. Таким образом, излучение, подлежащее обнаружению, может быть отклонено особенно эффективно.
Однако достаточно того, чтобы только одна из клиновидных вставок имела показатель преломления, отличающийся от панелей остекления, для достижения эффекта согласно изобретению. Таким образом, первая клиновидная вставка может иметь показатель преломления, который больше показателя преломления панелей остекления, в то время как вторая клиновидная вставка имеет показатель преломления, который по существу соответствует показателю преломления стеклянных панелей остекления. Например, первая клиновидная вставка может быть выполнена из поликарбоната, такого как PADC, и вторая клиновидная вставка может быть выполнена из поливинилбутираля (PVB) или полиметилметакрилата (РММА).
Полимерный промежуточный слой снаружи зоны с клиновидными вставками согласно изобретению образован из по меньшей мере одной термопластичной пленки (ламинирующей пленки), предпочтительно содержащий сополимер этилена и винилацетата (EVA), поливинилбутираль (PVB) или полиуретан (PU) или их смеси или сополимеры или производные, особенно предпочтительно PVB. Толщина термопластичной пленки предпочтительно составляет от 0,2 мм до 2 мм, особенно предпочтительно от 0,3 мм до 1 мм, например, 0,38 мм или 0,76 мм. Промежуточный слой также может быть образован из множества пленок, размещенных одна поверх другой, или из слоев, образованных из разного материала, например, в случае пленок с шумопонижающими характеристиками.
Поскольку угол клина клиновидных вставок ограничен главным образом толщиной промежуточного слоя, в предпочтительном варианте осуществления используется слой с большей толщиной по сравнению с обычным промежуточным слоем. Типовая толщина промежуточного слоя ветровых стекол и других элементов остекления автомобилей составляет 0,76 мм. Предпочтительная толщина промежуточного слоя согласно изобретению составляет по меньшей мере 1 мм, например, от 1,2 до 1,8 мм. Таким образом, достижимые углы клиньев увеличиваются без того, чтобы многослойное стекло в целом становилось слишком толстым, что сделало бы его неприемлемым для элементов остекления автомобилей.
В предпочтительном варианте осуществления термопластичная ламинирующая пленка имеет вырез, в который клиновидные вставки могут быть вставлены с точной посадкой так, чтобы клиновидные вставки были окружены термопластичной ламинирующей пленкой подобно рамке. В альтернативном варианте «ограждение», подобное рамке, также может быть обеспечено за счет того, что множество кусков или полосок ламинирующей пленки будут соединены вокруг клиновидных вставок.
При необходимости клиновидные вставки могут быть присоединены к поверхности наружной панели и внутренней панели в каждом случае посредством тонкой адгезивной пленки. Адгезивная пленка предпочтительно содержит EVA, PVB или PU или их смеси или сополимеры или производные, особенно предпочтительно PVB. Толщина адгезивной пленки предпочтительно составляет от 0,02 мм до 0,15 мм. Однако, поскольку адгезионное сцепление панелей остекления обеспечивается посредством ламинирующей пленки, имеющей большую площадь, применение адгезивной пленки не имеет существенного значения. Даже если поверхности панелей остекления и клиновидных вставок не образуют адгезионного сцепления, клиновидные вставки не вызывают значительного уменьшения стабильности соединения, обеспечиваемого посредством ламинирующей пленки. Клиновидные вставки прочно зафиксированы посредством вставки с точной подгонкой в вырез ламинирующей пленки и давления в зоне контакта двух стеклянных панелей остекления.
При необходимости в дополнение к толщине адгезивных пленок толщина тела с прямоугольными гранями, образованного из клиновидных вставок, само собой разумеется, должна соответствовать толщине данной по меньшей мере одной ламинирующей пленки снаружи сенсорной зоны для обеспечения постоянной толщины промежуточного слоя и стабильного соединения.
Дополнительным аспектом изобретения является конструкция, содержащая комбинированную панель остекления для транспортных средств согласно изобретению и оптический датчик, установленный на ней, который закреплен на поверхности внутренней стороны внутренней панели, обращенной от промежуточного слоя, и направлен на сенсорную зону комбинированной панели остекления, то есть зону с клиновидными вставками. Траектория луча для датчика при обнаружении проходит, таким образом, через клиновидные вставки в комбинированной панели остекления. Оптический датчик предпочтительно представляет собой оптическую камеру, другими словами, камеру с чувствительностью в видимой области спектра, например, камеру слежения за разметкой или камеру для приборной панели на ветровом стекле, предназначенной для обеспечения дополненной реальности.
Посредством клиновидных вставок согласно изобретению датчик может быть расположен под большим углом относительно комбинированной панели остекления, в результате чего сенсорная зона комбинированной панели остекления становится меньше. Этот эффект можно понять на основе простых геометрических соображений: сенсорная зона соответствует площади сечения клина обнаружения для датчика в месте расположения комбинированной панели остекления. Данная площадь минимальна при угле 90° и увеличивается по мере уменьшения угла. Как правило, ветровые стекла расположены под углом установки относительно вертикали, составляющим приблизительно 60°. В случае изогнутых панелей остекления касательная плоскость в геометрическом центре панели остекления используется для определения угла установки. Таким образом, обычный направленный вперед датчик с горизонтальной ориентацией образует угол, составляющий приблизительно 30°, относительно ветрового стекла. В результате отклонения траектории луча при обнаружении посредством клиновидных вставок согласно изобретению угол может быть предпочтительно увеличен. В предпочтительном варианте осуществления датчик расположен под углом от 45° до 90° относительно комбинированной панели остекления. Для точного определения даже в случае изогнутых панелей остекления должен быть использован угол между центральным направлением обнаружения для датчика (центром клина обнаружения) и касательной плоскостью в геометрическом центре сенсорной зоны на поверхности внутренней стороны внутренней панели.
Наружная панель, внутренняя панель или промежуточный слой могут быть прозрачными и бесцветными, но также могут быть тонированными, матированными или цветными. Общий коэффициент пропускания через комбинированную панель остекления в предпочтительном варианте осуществления превышает 70%, в частности, когда комбинированная панель остекления представляет собой ветровое стекло. Термин «общий коэффициент пропускания» базируется на процессе испытаний для определения светопроницаемости окон автомобилей, определенном в документе ECE-R 43, Annex 3, 9.1. Наружная панель и внутренняя панель могут быть изготовлены из незакаленного, частично закаленного или закаленного стекла.
Панель остекления для транспортных средств предпочтительно изогнута в одном или множестве направлений в пространстве, что является обычным для панелей остекления для автомобилей, при этом типовые радиусы кривизны находятся в диапазоне от приблизительно 10 см до приблизительно 40 м. Однако многослойное стекло также может быть плоским, когда оно выполнено, например, в виде панели остекления для автобусов, поездов или тягачей/тракторов.
Наружная панель и/или внутренняя панель предпочтительно имеют маскирующее покрытие, нанесенное печатью. Маскирующие покрытия, нанесенные печатью, являются обычными для панелей остекления транспортных средств и предусмотрены снаружи центрального поля зрения, чтобы скрыть крепежные детали или защитить адгезив, посредством которого панель остекления транспортного средства присоединена к кузову автомобиля, от УФ-излучения. Маскирующее покрытие, нанесенное печатью, как правило, состоит из черной или темной эмали, нанесенной и подвергнутой обжигу в способе трафаретной печати. Маскирующее покрытие, нанесенное печатью, предпочтительно обрамляет сенсорную зону комбинированной панели остекления по периферии, чтобы скрыть место расположения датчиков за нею.
Особое преимущество изобретения заключается в том, что элемент для отклонения излучения встроен непосредственно в комбинированную панель остекления, и отсутствует необходимость в каких-либо крепежных деталях, таких как соединительные элементы, или светонаправляющих элементах. Следовательно, в предпочтительном варианте осуществления комбинированная панель остекления не имеет крепежных деталей между датчиком и внутренней панелью.
Изобретение также включает способ изготовления комбинированной панели остекления для транспортных средств, в котором
(а) наружную панель и внутреннюю панель размещают по площади одну поверх другой с полимерным промежуточным слоем между ними, при этом зону промежуточного слоя образуют из первой клиновидной вставки и второй клиновидной вставки, выполненных из разного материала, которые являются клинообразными и имеют в каждом случае скошенную грань, при этом скошенные грани размещают одну поверх другой так, чтобы в направлении от нижней кромки к верхней кромке комбинированной панели остекления толщина первой клиновидной вставки увеличивалась и толщина второй клиновидной вставки уменьшалась, и при этом по меньшей мере одна клиновидная вставка имеет показатель преломления, который отличается от показателя преломления наружной панели и внутренней панели,
(b) наружную панель прикрепляют ламинированием к внутренней панели посредством промежуточного слоя.
Промежуточный слой предпочтительно включает в себя помимо клиновидных вставок по меньшей мере одну термопластичную пленку, которая предпочтительно имеет вырез для размещения клиновидных вставок по точной посадке/с точной подгонкой. Две панели остекления и пленка с клиновидными вставками, расположенная между ними, само собой разумеется, являются плоскими и расположены по существу конгруэнтно друг поверх друга. Стопу впоследствии подвергают обычным методам обработки для изготовления комбинированных панелей остекления. Наружную панель присоединяют ламинированием к внутренней панели посредством полимерного промежуточного слоя, который образован во время процесса из данной по меньшей мере одной термопластичной пленки с клиновидными вставками. Это выполняют обычными способами, известными специалисту в данной области техники, например, способами автоклавной обработки, способами изготовления под вакуумом в мешке, способами изготовления с использованием вакуумного кольца, способами каландрования, способами вакуумного ламинирования или посредством их комбинаций. Соединение наружной панели и внутренней панели обычно выполняют под действием тепла, вакуума и/или давления.
Адгезивная пленка может быть вставлена между клиновидными вставками и соответствующей присоединяемой стеклянной панелью остекления.
Если комбинированная панель остекления для транспортных средств должна иметь кривизну, что является обычным, в частности, для пассажирских автомобилей, панели остекления подвергают процессу гнутья перед ламинированием, например, посредством моллирования, вакуумного гнутья и/или гнутья в пресс-форме. Типовые температуры гнутья составляют от 500°С до 700°С.
Непрозрачное маскирующее покрытие, наносимое печатью, предпочтительно наносят на краевую зону наружной панели и/или внутренней панели перед ламинированием и перед возможным гнутьем. Для этого черную или темную эмаль, как правило, наносят посредством трафаретной печати и подвергают обжигу перед ламинированием, в частности, перед гнутьем или во время гнутья.
Изобретение также включает применение комбинированной панели остекления для транспортных средств согласно изобретению в качестве ветрового стекла транспортного средства, предпочтительно автомобиля. В предпочтительном варианте осуществления оптический датчик, который направлен на зону комбинированной панели остекления с клиновидными вставками и который представляет собой оптическую камеру, то есть является чувствительным в видимой области спектра и, например, представляет собой камеру слежения за разметкой или камеру для приборной панели на ветровом стекле, предназначенной для обеспечения дополненной реальности, прикреплен на обращенной от промежуточного слоя поверхности внутренней стороны внутренней панели.
В дальнейшем изобретение разъяснено подробно со ссылкой на чертежи и иллюстративные варианты осуществления. Чертежи представляют собой схематическое изображение и выполнены не в масштабе. Чертежи никоим образом не ограничивают изобретение.
Они показывают:
фиг.1 - сечение одного варианта осуществления комбинированной панели остекления для транспортных средств согласно изобретению, имеющей оптический датчик,
фиг.2 - вид в перспективе клиновидной вставки согласно изобретению,
фиг.3 - вид в перспективе двух клиновидных вставок, расположенных одна поверх другой, согласно изобретению, и
фиг.4 - схему последовательности операций одного варианта осуществления способа согласно изобретению.
Фиг.1 показывает комбинированную панель остекления согласно изобретению, которая выполнена в виде ветрового стекла пассажирского автомобиля. Комбинированная панель остекления образована из наружной панели 1 и внутренней панели 2, которые прикреплены по площади друг к другу посредством термопластичной ламинирующей пленки 3. Наружная панель 1 и внутренняя панель 2 изготовлены из натриево-кальциево-силикатного стекла и имеют толщину, составляющую, например, 2,1 мм. Ламинирующая пленка 3 представляет собой пленку поливинилбутираля (PVB) с толщиной 0,76 мм. Внутренняя панель 2 в установленном положении обращена к внутреннему пространству транспортного средства. Наружная панель 1 в установленном положении обращена к среде, внешней по отношению к транспортному средству. Комбинированная панель остекления имеет верхнюю кромку О и нижнюю кромку U. Верхняя кромка О в установленном положении обращена вверх к крыше транспортного средства; нижняя кромка U в установленном положении обращена вниз к моторному отсеку.
Поверхность внутренней стороны наружной панели прикреплена к поверхности наружной стороны внутренней панели посредством термопластичного промежуточного слоя. Обычно поверхность наружной стороны наружной панели называют «Стороной I», поверхность внутренней стороны наружной панели - «Стороной II», поверхность наружной стороны внутренней панели - «Стороной III» и поверхность внутренней стороны внутренней панели - «Стороной IV».
На поверхности внутренней стороны внутренней панели 2 остекления расположена камера 7 в кожухе 8. Камера представляет собой, например, камеру слежения за разметкой. Направление обнаружения для камеры 7 ориентировано наружу от комбинированной панели остекления приблизительно в горизонтальном направлении вперед. Излучение, которое проходит в горизонтальном направлении через комбинированную панель остекления в так называемой «сенсорной зоне», обнаруживается камерой.
Комбинированная панель остекления установлена в транспортном средстве под углом α установки, составляющим 60°, относительно вертикали, что является обычным для ветровых стекол. В случае обычной комбинированной панели остекления камера 7 должна была бы быть направлена горизонтально, что привело бы к острому углу β, составляющему приблизительно 30°, относительно поверхности внутреннейстороны внутренней панели 2. Вместо этого в случае комбинированной панели остекления согласно изобретению сенсорная зона находится в зоне, в которой промежуточный слой образован двумя клиновидными вставками 4, 5.
Фиг.2 показывает базовую форму клиновидных вставок 4, 5. Они имеют форму прямоугольного клина. Они имеют длинное основание 11 и короткое основание 12, которые соединены друг с другом по существу под прямым углом посредством соединительного края. Боковые края, противоположные по отношению к расположенным под прямым углом, соединительным краям оснований 11, 12, соединены друг с другом посредством так называемой «скошенной грани» 13. Данную конфигурацию завершают две треугольные концевые поверхности 14. Угол между длинным основанием 11 и скошенной гранью 13 называется углом γ клина.
Фиг.3 показывает взаимное расположение двух клиновидных вставок 4, 5 согласно изобретению. Скошенные грани 13 клиновидных вставок 4, 5 расположены комплементарно так, что клиновидные вставки 4, 5 образуют вместе своего рода тело с прямоугольными гранями, в котором два длинных основания 11 расположены напротив друг друга, как и два коротких основания 12. Два расположенных под прямым углом, соединительных края клиновидных вставок 4, 5 диагонально противоположны друг другу и образуют противоположные, не соседние друг с другом, боковые края тела с прямоугольными гранями. Другими словами, две клиновидные вставки 4, 5 расположены одна поверх другой посредством их скошенных граней 13 так, что в одном направлении в пространстве толщина одной клиновидной вставки 4 увеличивается и толщина другой клиновидной вставки 5 уменьшается.
Фиг.1 показывает, как клиновидные вставки 4, 5 расположены в комбинированной панели остекления. Направление клина (то есть направление, в котором изменяется толщина клиновидной вставки) проходит вертикально, то есть в направлении между нижней кромкой U и верхней кромкой О. Толщина первой клиновидной вставки 4 увеличивается в направлении от нижней кромки U к верхней кромке О. Следовательно, толщина второй клиновидной вставки 5 уменьшается в направлении от нижней кромки U к верхней кромке О. Длинное основание 11 первой клиновидной вставки 4 присоединено к поверхности внутренней стороны наружной панели 1 посредством пленки поливинилбутираля (PVB) с толщиной 50 мкм. Длинное основание 11 второй клиновидной вставки 5 аналогичным образом присоединено к поверхности наружной стороны внутренней панели 2 посредством пленки поливинилбутираля (PVB) с толщиной 50 мкм. Короткие основания 12 проходят приблизительно перпендикулярно между панелями 1, 2 остекления.
Две клиновидные вставки 4, 5 изготовлены из разного материала и имеют показатели преломления, которые существенно отличаются друг от друга и от показателя преломления наружной панели 1 и внутренней панели 2. Панели 1, 2 остекления, изготовленные из натриево-кальциево-силикатного стекла, имеют показатель преломления, составляющий 1,52. Первая клиновидная вставка 4 выполнена, например, из пластика, который поставляется на рынок компанией Hoya под торговым наименованием Eyvia 1.74 для очковых линз и имеет показатель преломления, составляющий 1,74. Однако также пригодны другие пластики для очковых линз, например, продукты от компании Hoya с торговыми наименованиями Eynoa 1.67 и Eyas 1.60, при этом число в торговом наименовании означает соответствующий показатель преломления. Вторая клиновидная вставка 5 выполнена, например, из флюорита магния с показателем преломления, составляющим 1,38. Излучение, проходящее в горизонтальном направлении снаружи через комбинированную панель остекления, преломляется в направлении вниз за счет различных показателей преломления и угла γ клина, составляющего, например, 2°. Таким образом, камера 7 может быть расположена под менее острым углом β, составляющим, например, 60°, относительно поверхности внутренней стороны внутренней панели 2. Таким образом, потребность в площади сенсорной зоны на комбинированной панели остекления может быть предпочтительно уменьшена. Сенсорная зона получается именно из зоны/площади сечения, которая создается при «рассечении» комбинированной панели остекления конусом обнаружения для камеры 7. Размер этой зоны/площади сечения является минимальным при угле β, составляющем 60°, и увеличивается при уменьшении значения β. Основное преимущество изобретения состоит в увеличении угла β по сравнению с обычной комбинированной панелью остекления и уменьшении размера сенсорной зоны, связанной с ним.
Как показано на фигуре, ветровые стекла, как правило, изогнуты. Это приводит к тому, что форма клиновидных вставок 4, 5 и тела с прямоугольными гранями, образованного ими, слегка отклоняется от идеальной описанной формы, поскольку полимерные гибкие клиновидные вставки 4, 5 адаптируются к изогнутой форме.
Фиг.4 показывает схему последовательности операций иллюстративного варианта осуществления способа изготовления комбинированной панели остекления для транспортных средств согласно изобретению.
Пример
Было выполнены имитационные эксперименты для исследования и демонстрации технического эффекта от изобретения. Имитационное моделирование выполняли на основе следующих данных: угол α установки комбинированной панели остекления составляет 60°, толщина промежуточного слоя составляет 1,2 мм, показатель преломления наружной панели 1 и внутренней панели 2 составляет 1,52, показатель преломления первой клиновидной вставки 4 составляет 1,78, и показатель преломления второй клиновидной вставки 5 составляет 1,38. Размер клиновидных вставок 4, 5 составлял 35 мм (по вертикали) х 30 мм (по горизонтали). Клиновидные вставки 4, 5 имели угол γ клина, составляющий 2,2°.
Результаты моделирования показали, что угол β установки камеры 7 может быть увеличен на 3° благодаря преломлению света клиновидными вставками 4, 5. Это приводило к уменьшению размера сенсорной зоны панели остекления на 70%.
Перечень ссылочных позиций
(1)
наружная панель
(2)
внутренняя панель
(3)
термопластичная ламинирующая пленка
(4)
первая клиновидная вставка
(5)
вторая клиновидная вставка
(6)
адгезивная пленка
(7)
датчик/камера
(8)
кожух
(11)
длинное основание
(12)
короткое основание
(13)
скошенная грань
(14)
концевые поверхности
(α)
угол установки комбинированной панели остекления
β
угол установки датчика/камеры 7
(γ)
углы клина клиновидных вставок 4, 5
О
верхняя кромка/расположенная со стороны крыши кромка комбинированной панели остекления
U
нижняя кромка/расположенная со стороны двигателя кромка комбинированной панели остекления