Многослойное стекло с крепежным отверстием
LAMINATED GLASS WITH FASTENING HOLE

Изобретение касается многослойного стекла с крепежным отверстием, способа его изготовления, а также использования полимерного элемента в таком многослойном стекле.
Обычно транспортные средства имеют открываемые боковые окна. Такие боковые окна снабжены боковым стеклом, которое двигается, в основном, путем вертикального перемещения, тем самым боковое окно может быть открыто и закрыто. Чтобы можно было перемещать окно, оно соединено с механизмом внутри кузова автомобиля.
Боковые стекла транспортных средств сформированы, большей частью, как однослойное безопасное стекло (ESG), т.е. состоят из одного единственного, термически закаленного листового стекла. Эти боковые стекла обычно снабжены одним или несколькими отверстиями вблизи нижнего края, служащими для присоединения к механизму перемещения. Такие отверстия в ESG-стекле выполнить довольно просто, и они позволяют простой и очень прочный монтаж.
Но также все шире используемыми являются и боковые стекла, сформированные как многослойное безопасное стекло (VSG), в частности, для автомобилей более высоких ценовых категорий. Эти боковые стекла состоят из двух незакаленных листовых стекол, соединенных друг с другом через термопластичный промежуточный слой (обычно - PVB-пленка) посредством ламинирования. Эти боковые стекла имеют меньший вес, чем ESG-боковые стекла и улучшают акустический комфорт в автомобиле, а также защиту от проникновения. Поскольку VSG-стекла с отверстиями сложнее изготовить, и они менее стабильные, чем ESG-стекла, то обычно боковые VSG-стекла соединяются иным образом с механизмом перемещения: держатель крепится зажимом или наклеивается на нижний край.
Постольку установка бокового стекла на механизм перемещения с помощью отверстия предпочтительна, существует потребность в ламинированных боковых стеклах с крепежными отверстиями. При этом, в частности, имеет место проблема расположения отверстий в обоих отдельных стеклах точно друг над другом. Зачастую происходит определенный сдвиг между отверстиями, также не обязательно являющийся постоянным в рамках одной производственной партии. Это усложняет монтаж креплений или навесных деталей в отверстии.
US 2008/0092464 A1 раскрывает многослойное стекло с выемкой для крепежа, в которую с обеих сторон помещены вращаемые конструкционные элементы с соответственно расположенным вне центра отверстием. Вращением конструкционных элементов друг против друга, отверстия могут быть приведены в наложение, так что независимо от возможного сдвига листовых стекол получается крепежное отверстие воспроизводимой формы и размера. Но крепежная система согласно US 2008/0092464 A1 сложна и чревата ошибками из-за ее многокомпонентной формы исполнения.
Задачей данного изобретения является создание улучшенного многослойного стекла с крепежным отверстием, позволяющего, несмотря на возможный сдвиг листовых стекол, установить навесные детали, крепежные приспособления и тому подобное, и которое легко в изготовлении.
Задача данного изобретения решается в соответствии с изобретением с помощью многослойного стекла согласно пункту 1 формулы изобретения. Предпочтительные исполнения вытекают из подпунктов формулы.
Соответствующее изобретению многослойное стекло включает в себя, по меньшей мере, первое стекло и второе стекло, соединенные друг с другом через термопластичный промежуточный слой. Соответствующее изобретению многослойное стекло имеет, по меньшей мере, сквозной проход. Это проход простирается через все многослойное стекло, т.е. через первое стекло, промежуточный слой и второе стекло.
Многослойное стекло предусмотрено предпочтительно для того, чтобы отделить внутреннее пространство от внешнего окружения. Многослойное стекло в одной предпочтительной форме исполнения представляет собой автомобильное стекло, т.е. отделяет салон автомобиля от внешнего окружения. И потому оба стекла могут быть также называться как внешнее стекло и внутреннее стекло. При этом внутренним стеклом называется то стекло, которое в смонтированном положении обращено к салону. Внешним стеклом называется то стекло, которое в смонтированном положении обращено к внешнему окружению.
Чтобы сформировать сквозной проход, первое стекло, второе стекло и промежуточный слой имеют отверстие. Упомянутые отверстия накладываются друг на друга полностью или, по меньшей мере, частично, так что указанный проход образуется наложенными (перекрывающимся) областями отверстий.
Идеальным образом отверстия в стеклах и предпочтительно также в промежуточном слое имеют одинаковый размер. Однако, при изготовлении такого многослойного стекла сложно разместить отверстия полностью точно друг над другом, так что между краями отверстий может произойти сдвиг. Эта проблема возникает с особой степенью у изогнутых многослойных стекол, как это обычно имеет место в автомобильной области, поскольку изгибание стекол приводит к дальнейшим проблемам при наложении отверстий. Такой сдвиг может вызвать проблемы при соответствующем назначению применении сквозного прохода. Обычно в сквозном проходе крепится конструкционный элемент, например, крепежное приспособление или механизм, удерживающий и двигающий стекло, или навесная деталь. Случающийся, как правило, непреднамеренно и невоспроизводимо сдвиг может помешать указанному креплению, поскольку сквозной проход, который получается, так сказать, как пересечение наложенных друг на друга отверстий, не является точь в точь одинаковым и постоянным внутри производственной партии.
Чтобы компенсировать возможный сдвиг, многослойное стекло соответственно изобретению оснащено сформированным за одно целое полимерным элементом. Край сквозного прохода снабжен компенсирующим элементом. Компенсирующий элемент не полностью перекрывает сквозной проход, а имеет, со своей стороны, также сквозной проход или сквозное отверстие или образует такое сквозное отверстие. Это отверстие полимерного элемента проходит насквозь через сквозной проход многослойного стекла, т.е. расположено внутри сквозного прохода многослойного стекла. С помощью компенсирующего элемента обеспечивается то, что в рамках производственной партии каждое многослойное стекло имеет крепежное отверстие одинакового размера, так как размер и форма крепежного отверстия определяются сквозным отверстием в полимерном элементе. Возможно возникающий сдвиг между стеклами (стеклянными пластинами) не играет никакой роли, он компенсируется полимерным элементом. Поэтому полимерный элемент может называться также как компенсирующий элемент. Благодаря цельному исполнению компенсирующего элемента, этот компенсирующий элемент является очень прочным, соединение со стеклом очень стабильное, а изготовление сравнительно простое. Это большие преимущества изобретения.
Полимерный элемент предусмотрен и предназначен для того, чтобы компенсировать возможный сдвиг между стеклами. Далее, полимерный элемент предусмотрен и предназначен для того, чтобы крепить на стекле навесную деталь или крепежный элемент, в частности, путем ввода крепежного участка, например, крепежного штифта, в отверстие полимерного элемента. Далее, полимерный элемент предусмотрен и предназначен для того, чтобы при помощи закрепленной на стекле навесной детали или крепежного элемента контролируемо вводить действующие на многослойное стекло силы в это многослойное стекло, предпочтительно, равномерно распределять их на отдельные стекла.
Край сквозного прохода в смысле изобретения - это расположенный внутри сквозного прохода край многослойного стекла, который ограничивает это проход, состоящий из соответствующих боковых краев обоих стекол и промежуточного слоя. Компенсирующий элемент расположен на части края или по всему краю сквозного прохода. Компенсирующий элемент может находиться в непосредственном контакте с этой частью края или со всем краем сквозного прохода или быть связанным с ними через усилитель сцепления или клей.
Компенсирующий элемент расположен полностью внутри плоскости многослойного стекла. Это означает, что компенсирующий элемент не выступает за боковые края, ограничивающие многослойное стекло. Он ограничен сквозным проходом и возможно окружающей его областью многослойного стекла и поэтому принципиально отличается от полимерных крепежных элементов, которые закреплены в области бокового края и выступают за него, чтобы в выступающей области создать возможность крепления.
Сдвиг между отверстиями в первом и во втором стекле составляет, например, до 5 мм или до 2 мм. Разумеется, изобретение особо предпочтительно тогда, когда случается сдвиг больше 0 мм, например, больше 0,1 мм, причем в рамках массового производства снабжали бы компенсирующим элементом даже и такие стекла, которые вследствие производственного разброса значений не имеют сдвига. Сдвиг может составлять, например, от 0,1 мм до 5 мм или от 0,1 мм до 2 мм.
Отверстия в первом и во втором стекле могут иметь одинаковый размер. Но альтернативно также возможно, что отверстия имеют различные размеры. Так, например, с точки зрения позиционирования стекол при изготовлении может быть проще меньшее отверстие разместить внутри плоскости большего отверстия и уровнять возникающую разницу размеров путем соответствующего изобретению компенсирующего элемента.
Размер сквозного прохода в многослойном стекле и размер отверстия в компенсирующем элементе соответствуют требованиям в каждом отдельном случае. Обычно размер прохода и отверстия лежит в области от 5 мм до 100 мм, лучше от 10 мм до 30 мм. Это типичные размеры для крепежных отверстий. Естественно, размер отверстия в компенсирующем элементе меньше, чем размер сквозного прохода многослойного стекла, поскольку компенсирующий элемент расположен внутри этого прохода. Размер отверстия в компенсирующем элементе составляет предпочтительно от 50% до 90% размера прохода, особо предпочтительно от 60% до 80%. Таким образом, сдвиг между стеклами может быть эффективно скомпенсирован, для навесных деталей создается стабильное место присоединения, но и крепежное отверстие не уменьшается чересчур, так что без проблем возможно соединение с навесной деталью.
Отверстие в крепежном элементе предпочтительно является по существу круглым, на что рассчитано большинство традиционных крепежных систем или навесных деталей. Но отверстие может также иметь, в зависимости от требований в каждом отдельном случае, любую другую форму, например, эллиптическую форму или также нерегулярную форму.
В одном предпочтительном исполнении полимерный элемент сформирован в сквозном проходе посредством литья под давлением, полностью закрывает край сквозного прохода и находится в контакте со всем краем. Обычно полимерный элемент закрывает наряду с краем сквозного прохода также и граничащую с этим проходом, окружную область обращенных друг от друга поверхностей первого и второго стекла (внешние поверхности многослойного стекла). Полимерный элемент напылен непосредственно на многослойное стекло. Такой компенсирующий элемент очень прочный и стабильный и меньше подвержен ошибкам, чем, например, компенсирующие элементы, которые образованы из двух деталей, вставляются с двух сторон в проход и там соединяются друг с другом, например, посредством резьбового или защелкивающего соединения.
Толщина материала отлитого под давлением компенсирующего элемента, измеренная перпендикулярно к краю сквозного прохода и, при необходимости, предпочтительно также измеренная в окружной области внешних поверхностей перпендикулярно к последним, составляет предпочтительно от 1 мм до 10 мм, особо предпочтительно от 1,5 мм до 5 мм, в частности, от 1,5 мм до 3 мм. Окружная область внешних поверхностей многослойного стекла вокруг сквозного прохода, которая закрыта компенсирующим элементом, имеет предпочтительно ширину от 2 мм до 20 мм, особо предпочтительно, от 3 мм до 10 мм, в частности, от 3 мм до 5 мм. Так достигается очень стабильное соединение многослойного стекла и компенсирующего элемента. В то время как ширина должна была составлять, по меньшей мере, 2 мм или 3 мм, чтобы гарантировать достаточную стабильность, верхняя граница определена технически принципиально только краями стекла и, в остальном, не подлежит никаким ограничениям, причем слишком большая ширина увеличивает материальные затраты на компенсирующий элемент.
В одном другом исполнении полимерный элемент - это пригоночное кольцо. Сами по себе пригоночные кольца известны специалисту. Это полосы с профилированной формой поверхности, концы которых кольцеобразно сведены и, тем самым, образуют отверстие. Пригоночные кольца служат, большей частью, фрикционными соединительными элементами, используемыми, в частности, в машиностроении. Там они изготовлены, например, из пружинной стали. Изобретатели установили, что полимерное пригоночное кольцо можно использовать для того, чтобы сформировать соответствующее изобретению отверстие и компенсировать сдвиг отверстий в стеклах (стеклянных пластинах), без сопутствующей опасности повреждения многослойного стела.
Толщина материала пригоночного кольца составляет предпочтительно от 1 мм до 5 мм, особо предпочтительно от 1 мм до 2 мм.
Полимерный компенсирующий элемент содержит предпочтительно, по меньшей мере, термопластичный полимер. Полимер может быть усилен стекловолокнами или стеклянными шариками, чтобы иметь схожее термическое расширение, как и стеклянные пластины (стекла). Предпочтительными материалами являются, в частности, полиамид или полибутилентерефталат, но также могут использоваться и полиэтилен, полипропилен, полистирол, полиоксиметилен, поликарбонат, полиметилметакрилат, полиэстер, поливинилхлорид, полисульфон, полиэфирсульфон, полиэфиркетон или политетрафторэтилен. Также могут использоваться смеси или сополимеры. В предпочтительном усовершенствовании изобретения компенсирующий элемент содержит, по меньшей мере, один термопластичный эластомер, тем самым могут быть выровнены и меньшие отклонения расположения стекол, например, угловые отклонения. Особо предпочтительно компенсирующий элемент состоит из одного из названных материалов.
Соответствующее изобретению многослойное стекло может быть плоским или изогнутым в одном или нескольких пространственных направлениях. Соответствующий изобретению компенсирующий элемент особо предпочтителен для изогнутых многослойных стекол, поскольку там особенно трудно, накладывать друг на друга отверстия в отдельных стеклах (стеклянных пластинах) без смещения. Многослойное стекло - это, предпочтительно, стекло транспортного средства, в частности, стекло легкового автомобиля, которое обычно изогнуто.
В одном предпочтительном исполнении соответствующее изобретению многослойное стекло - это открываемое боковое стекло транспортного средства, в частности, легкового автомобиля. Под этим понимается стекло для бокового окна, которое, открывается и снова закрывается посредством по существу вертикального перемещения бокового стекла внутрь кузова. Обычно такие боковые стекла имеют несколько, в частности, два сквозных прохода. Сквозной проход или проходы расположены в области нижнего края (в смонтированном положении обращен к земле), где они в открытом и также закрытом состоянии окна скрыты в кузове автомобиля. При этом отверстие в компенсирующем элементе предусмотрено для соединения с расположенным в кузове автомобиля подъемным механизмом, чтобы закрепить стекло, в частности, путем ввода участка крепления подъемного механизма, например, крепежного штифта, в отверстие. Тем самым, можно отказаться от дорогих, установленных на нижнем крае бокового стекла, креплений, которые по сей день распространены для ламинированных боковых стекол.
Изобретение включает в себя также и систему из кузова автомобиля с расположенным в нем подъемным механизмом для открываемого бокового окна и соответствующего изобретению многослойного стекла в качестве бокового стекла, причем соединительный элемент подъемного механизма расположен в отверстии компенсирующего элемента, чтобы соединить боковое стекло с подъемным механизмом.
Однако, соответствующее изобретению многослойное стекло может быть предусмотрено и для других областей применения. Отверстие может служить для того, чтобы крепить навесные детали на многослойном стекле. Например, многослойное стекло может быть стеклом-крышей автомобиля, причем в отверстии помещается антенна. Но многослойное стекло может также быть, например, прозрачным нагревательным элементом, причем отверстия предусмотрены для крепления на стене.
Первое стекло и второе стекло содержат предпочтительно стекло, в частности, известково-натриевое стекло. В основном, одно из стекол или также оба стекла могут содержать жесткие пластмассы, в частности, поликарбонат, или полиметилметакрилат. Толщина стекла может широко варьироваться и, таким образом, отлично соответствовать требованиям в каждом отдельном случае. Предпочтительным образом толщины первого и второго стекла составляют от 0,5 мм до 10 мм и предпочтительно от 1 мм до 5 мм, особо предпочтительно от 1,4 мм до 3 мм.
Первое стекло, второе стекло или промежуточный слой могут быть прозрачными и бесцветными, то также и тонированными, матированными или цветными. Первое и второе стекло могут состоять из незакаленного, частично закаленного или закаленного стекла.
Термопластичный промежуточный слой образуется, по меньшей мере, одной термопластичной соединительной пленкой. Термопластичная соединительная пленка содержит, по меньшей мере, один термопластичный полимер, предпочтительно этиленвинилацетат (EVA), поливинилбутирал (PVB) или полиуретан (PU), или смеси, или сополимеры, или их производные, особо предпочтительно PVB. Толщина термопластичной соединительной пленки составляет предпочтительно от 0,2 мм до 2 мм, особо предпочтительно, от 0,3 мм до 1 мм, например, 0,38 мм или 0,76 мм.
Кроме того, изобретение включает в себя способ изготовления многослойного стекла со сквозным крепежным отверстием, причем:
(а) первое стекло и второе стекло снабжаются соответственно, по меньшей мере, одним отверстием,
(b) первое стекло, термопластичный промежуточный слой и второе стекло располагаются плоскостно в этой последовательности друг над другом, причем упомянутые отверстия перекрываются,
(c) первое стекло соединяется со вторым стеклом через промежуточный слой путем ламинирования, при этом образуется многослойное стекло, и при этом из упомянутых отверстий и отверстия в промежуточном слое образуется сквозной проход,
(d) край сквозного прохода оснащается выполненным за одно целое полимерным элементом, который имеет сквозное, проходящее через сквозной проход отверстие.
Отверстие в термопластичном промежуточном слое может быть сформировано до этапа (b) способа. Затем на этапе (b) способа отверстия стекол и отверстие промежуточного слоя располагаются с перекрытием. Но многослойное стекло может быть заламинировано также и без отверстия в термопластичном промежуточном слое, и затем сделано отверстие в промежуточном слое, причем возникает сквозной проход.
Отверстия в отдельных стеклах выполняются сверлением или другими известными специалисту способами. Отверстие в промежуточном слое выполняется предпочтительно резкой или вырубкой.
Если многослойное стекло надо изогнуть, то предпочтительно изгибаются отдельные стекла перед ламинированием, причем пригодны все специализированные способы изгибания. Изгибание происходит предпочтительно лишь после производства отверстий в отдельных стеклах, поскольку плоские стекла проще снабжать отверстиями.
В одном предпочтительном исполнении на этапе (d) область многослойного стекла со сквозным проходом располагается между двумя формами для литья под давлением, и полимерный элемент наносится распылением непосредственно на край и в виде опции на окружающую сквозной проход, окружную область внешних поверхностей многослойного стекла. Многослойное стекло для лучшего сцепления может быть предварительно обработано грунтовкой (первый покрывной слой) или усилителем сцепления.
В альтернативном исполнении на этапе (d) в сковзной проход вставляется полимерное пригоночное кольцо, которое образует соответствующее изобретению отверстие.
Производство многослойного стекла путем ламинирования производится обычными, известными специалисту способами, например, автоклавным способом, способом вакуумного мешка, способом вакуумного кольца, способом каландрирования, вакуумными ламинаторами или их комбинациями. При этом соединение первого и второго стекла производится обычно под действием тепла, вакуума и/или давления.
Кроме того, изобретение включает в себя применение сформированного за одно целое полимерного элемента в сковзном проходе многослойного стекла для компенсации возможного сдвига стекло многослойного стекла.
Изобретение включает, в частности, также применение соответствующего изобретению многослойного стекла в качестве открываемого бокового стекла транспортного средства, причем отверстие компенсирующего элемента служит для крепления на подъемном механизме в кузове автомобиля.
Далее изобретение подробнее поясняется с помощью чертежей и примеров исполнения. Чертежи представляют собой схематичные изображения и не соответствуют масштабу. Чертежа никоим образом не ограничивает изобретение.
Показывают:
Фиг.1 - вид сверху исполнения соответствующего изобретению многослойного стекла,
Фиг.2 - разрез по А-А' традиционного многослойного стекла,
Фиг.3 - разрез по А-А' многослойного стекла из фиг.1,
Фиг.4 - разрез по А-А' другого исполнения соответствующего изобретению многослойного стекла,
Фиг.5 - блок-схема варианта соответствующего изобретению способа.
Фиг.1 показывает вид сверху на многослойное стекло V, которое сформировано как открываемое боковое стекло легкового автомобиля. Многослойное стекло V предусмотрено в качестве бокового стекла для переднего бокового окна легкового автомобиля, которое открывается опусканием бокового стекла. Многослойное стекло V имеет вблизи нижнего края два крепежных отверстия, которые предусмотрены для соединения многослойного стекла V с подъемным механизмом в кузове автомобиля. Крепление подъемного механизма может быть проведено сквозь крепежные отверстия и закреплено, так что стекло надежно соединено с подъемным механизмом. Крепежные отверстия образованы через сквозные проходы 4 в многослойном стекле V, в которые вставлен полимерный элемент 5, который имеет сквозное отверстие 6, которое проходит насквозь через сквозной проход 4. Края сквозного прохода 4 снабжены полимерным элементом 5, без полного закупоривания прохода 4.
Фиг.2 показывает поперечное сечение обычного многослойного стекла V без полимерного элемента 5. Многослойное стекло V выполнено из первого стекла 1 и второго стекла 2, соединенных термопластичным промежуточным слоем 3. Оба стекла 1, 2 состоят, например, из известково-натриевого стекла и имеют толщину соответственно 2,1 мм. Промежуточный слой 3 образован, например, PVB-пленкой толщиной 0,76 мм. Каждое стекло 1, 2, а также промежуточный слой 3 имеют отверстия, наложением которых образован сквозной проход 4. По причине технологических допусков и/или типового, непредставленного изгибания многослойного стекла V отверстия 1,2 расположены не идеально в наложении, а имеют сдвиг х. Этот сдвиг х приводит к тому, что действительный размер сквозного прохода 4 уменьшается, и что точная форма сквозного проема 4 непостоянна в рамках одной производственной партии. Это может приводить к тому, что должная установка подъемного механизма в сквозном проходе 4 усложняется или, в самом худшем случае, невозможна.
Первое стекло 1 предусмотрено как внешнее стекло, второе стекло 2 - как внутреннее стекло. Обращенные друг к другу поверхности II, III стекол 1, 2 соединены друг с другом через промежуточный слой 3, обращенные друг от друга поверхности I, IV стекол 1, 2 образуют внешние поверхности многослойного стекла V.
Фиг.3 показывает поперечное сечение соответствующего изобретению исполнения согласно фиг.1. Полимерный элемент 5 накрывает край К сквозной проход 4, а также область внешних поверхностей I, IV многослойного стекла V, которая по периметру окружает сквозной проход с шириной в 5 мм. Толщина материала полимерного элемента 5 составляет, например, 3 мм. Полимерный материал 5 напылен при помощи способа литья под давлением непосредственно на многослойное стекло. Он состоит, например, из полиамида 6.6. Полимерный элемент имеет отверстие 4 диаметром, например, 1,5 см, которое служит в качестве собственного крепежного отверстия. Сдвиг x компенсируется полимерным элементом 5, так что все изготовленные стекла имеют крепежное отверстие идентичного размера и формы.
Фиг.4 показывает поперечное сечение второго исполнения изобретения. Здесь полимерный элемент 5 - это пригоночное кольцо, которое вставлено в сквозной проход 4 и образует отверстие 6. Также и в этом исполнении сдвиг предпочтительно компенсируется, и образуется крепежное отверстие без уступов.
Фиг.5 показывает блок-схему примера исполнения соответствующего изобретению способа получения соответствующего изобретению многослойного стекла согласно фиг.1.
Список ссылочных позиций:
(V) многослойное стекло
(1) первое стекло/внешнее стекло
(2) второе стекло/внутреннее стекло
(3) термопластичный промежуточный слой
(4) сквозной проход в многослойном стекле V
(5) выполненный за одно целое полимерный элемент/компенсирующий элемент
(6) отверстие в элементе 5
(К) край сквозного прохода 4
(х) сдвиг первого стекла 1 и второго стекла 2
I - внешняя поверхность внешнего стекла 1
II - внутренняя поверхность внешнего стекла 1
III - внешняя поверхность внутреннего стекла 2
IV - внутренняя поверхность внутреннего стекла 2
А-А' - линия сечения