DE4301026A1 - Für die Verklebung mit einem Fensterrahmen vorgerüstete Autoglasscheibe und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
Für die Verklebung mit einem Fensterrahmen vorgerüstete Autoglasscheibe und Verfahren zu ihrer HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine für die Verklebung mit dem
Befestigungsflansch einer Fensteröffnung vorgerüstete
Glasscheibe, insbesondere eine Autoglasscheibe, mit einem
in ihrem Randbereich angeordneten, einen auf den
Befestigungsflansch gerichteten Abschnitt mit U-förmigem
Querschnitt aufweisenden rahmenartigen Profil aus einem
Polymer, wobei die Kleberraupe in dem im Querschnitt
U-förmigen Abschnitt angeordnet ist und die Seitenstege des
U-förmigen Abschnitts innen mit von Hinterschneidungen
gebildeten Verankerungsvorsprüngen versehen sind.
Eine derart vorgerüstete Autoglasscheibe ist aus der
EP 0 258 128 B1 bekannt. Bei dieser bekannten
Autoglasscheibe erfolgt die Verklebung der Glasscheibe
durch adhäsive Verbindung des Klebers mit dem rahmenartigen
Polymerprofil. Die Verankerungsvorsprünge dienen in diesem
Fall dazu, die Verbindung zwischen der Klebermasse und dem
Polymerprofil weiter zu verbessern, indem zusätzlich zu der
Adhäsion eine formschlüssige mechanische Verankerung
zwischen dem Profilrahmen und dem Kleberstrang erzeugt
wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbindung
zwischen einer Glasscheibe und einem Fensterrahmen zu
schaffen, die es gestattet, im Bedarfsfall auf einfache und
schnelle Weise die Glasscheibe aus dem Fensterrahmen
herauszulösen. Insbesondere soll eine Verbindung geschaffen
werden, die mit möglichst geringem Aufwand herstellbar ist
und die sich für die industrielle Produktion von
Autoglasscheiben eignet.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Maßnahmen
nach Anspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß vorgerüstete Glasscheiben lassen sich ohne
weitere Vorbereitung nach der üblichen Klebemethode
einbauen, indem sie mit dem in den Hohlraum des U-förmigen
Abschnitts eingebrachten Kleber in den Fensterrahmen
eingesetzt werden. Nach dem Aushärten des Klebers können
sie ohne Schwierigkeiten jederzeit durch einfaches
Herausdrücken ausgebaut werden, wobei die Seitenstege des
U-Profils nachgeben und sich von der ausgehärteten
Kleberraupe lösen. Die herausgelöste Glasscheibe kann
später ohne Schwierigkeiten wieder eingebaut werden. Zu
diesem Zweck wird lediglich die auf dem Befestigungssteg
haftende ausgehärtete Kleberraupe von dem Befestigungssteg
entfernt, und die mit einer neuen Klebermasse versehene
Glasscheibe wieder in den Fensterrahmen eingesetzt. Von
besonderem Vorteil ist diese neue Befestigungsart von
Glasscheiben beispielsweise bei Autoglasscheiben, in dem
sie ein leichtes Ausbauen der Glasscheiben und ihre
Wiederverwendung beim Herstellungsprozeß der Kraftfahrzeuge
erlaubt, wenn beispielsweise ein Nachlackieren der
Autokarosserie im Bereich der Fensterrahmen erforderlich
ist. Ebenso ist diese neue Befestigungsart am Ende der
Lebensdauer der Fahrzeuge vorteilhaft, wenn die
Glasscheiben zum Zweck des Recycling ausgebaut werden
müssen.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung besteht das rahmenartige Polymerprofil aus einem
thermoplastischen Polyolefin-Elastomer aus isotaktischem
Polypropylen und Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, während
der Kleber aus einem feuchtigkeitshärtendem Einkomponenten-
Polyurethan-System besteht. Wenn beispielsweise für das
Polymerprofil das Produkt SANTOPRENE A Typ 111-64 der Firma
Advanced-Elastomer-Systems, und für den Kleber das Produkt
BETASEAL der Firma GURIT-ESSEX verwendet wird, ergeben sich
ganz besonders günstige Verhältnisse aufgrund der
Elastizität dieser beiden Materialien und aufgrund der
klebefeindlichen Eigenschaften dieser beiden Materialien
zueinander.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher
beschrieben.
Von den Zeichnungen zeigt, jeweils in Form einer
ausschnittsweisen Schnittzeichnung
Fig. 1 eine erfindungsgemäß vorgerüstete Autoglasscheibe mit einem einseitig auf der Glasscheibe haftenden Polymerprofil,
Fig. 1 eine erfindungsgemäß vorgerüstete Autoglasscheibe mit einem einseitig auf der Glasscheibe haftenden Polymerprofil,
Fig. 2 eine Vorrichtung zum Herstellen der in Fig. 1
dargestellten vorgerüsteten Glasscheibe;
Fig. 3 eine mit einem die Glasscheibe am Rand einfassenden
erfindungsgemäßen Profilrahmen vorgerüstete
Autoglasscheibe;
Fig. 4 ein für die Herstellung eines umspritzten Rahmens
geeignetes Spritzgießwerkzeug mit einem
beweglichen Kern während des Spritzgießvorgangs;
Fig. 5 das in Fig. 4 dargestellte Spritzgießwerkzeug
während des Entformungsvorgangs;
Fig. 6 ein Spritzgießwerkzeug mit einem lose in die
Oberform einlegbaren Kern während des
Spritzgießvorgangs, und
Fig. 7 die aus dem in Fig. 6 dargestellten
Spritzgießwerkzeug entformte Glasscheibe vor der
Entfernung des Kerns.
Bei der in Fig. 1 dargestellten für den Einbau
vorgerüsteten Glasscheibe handelt es sich um eine
Autoglasscheibe 1, die mit Hilfe des Extrusionsverfahrens
einseitig mit einem Polymerrahmen 2 versehen ist. Die
Herstellung dieses Polymerrahmens 2 erfolgt mit Hilfe einer
Einrichtung, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist.
Die Glasscheibe 1 ist auf der dem Befestigungsflansch des
Fensterrahmens zugewandten Seite mit einem rahmenartigen
Belag 3 aus einem eingebrannten Email versehen. Nach
Behandlung der mit dem Belag 3 versehenen Randfläche mit
einem geeigneten Primer wird das rahmenartige Profil 2 auf
den Emailbelag aufextrudiert. Das Profil 2 weist einen im
wesentlichen U-förmigen Querschnitt auf und besteht aus dem
Bodenabschnitt 5 und den beiden Seitenstegen 6 und 7.
Außerdem ist das Profil 2 mit einer über den Scheibenumfang
vorstehenden Lippe 8 versehen. Das Profil 2 besteht aus
einem thermoplastischen Polyolefin-Elastomer aus
isotaktischem Polypropylen und Ethylen-Propylen-Dien-
Kautschuk, beispielsweise aus dem Produkt SANTOPRENE der
Firma Advanced-Elastomer-Systems. Als Primer für die
Vorbehandlung der Emailschicht 3 dient ein modifiziertes
Zweikomponenten-Polyurethan-System in einem Lösemittel, das
aus einer Mischung aus Trichlorethylen, 1,1,1-Trichlorethan
und Methylenchlorid besteht; beispielsweise haben sich die
Produkte X8310 der Firma Henkel und AK920 der Firma
Kömmerling als besonders geeignet erwiesen.
Die beiden Seitenstege 6, 7 sind innen mit vorspringenden
Zähnen versehen. Der von den Seitenstegen gebildete
Hohlraum erweitert sich nach unten und bildet einen
tannenbaumartigen Querschnitt. Dieser Hohlraum ist gefüllt
mit einer Klebermasse 10, die mit dem Material des Profils
2 keine chemische Bindung, das heißt keine Adhäsion
eingeht, so daß die Verbindung ausschließlich durch die
formschlüssige Verzahnung hergestellt ist. Die Klebermasse
10 wird mit Hilfe einer Spritzdüse derart in den Hohlraum
eingespritzt, daß er diesen vollständig ausfüllt und
außerdem einen über das Profil 2 überstehenden Überschuß 11
bildet, der den eigentlichen Montageklebervorrat darstellt.
Wie aus Fig. 2 im einzelnen zu ersehen ist, wird die
Glasscheibe 1 zum Aufbringen des Polymerrahmens 2 auf einem
Tisch 13 sorgfältig positioniert. An dem Manipulationskopf
14 des Roboters 15 ist eine Extrusionsdüse 16 angeordnet,
die mit einer dem Querschnitt des gewünschten Rahmenprofils
entsprechenden kalibrierten Düsenöffnung 17 versehen ist.
Die Extrusionsdüse 16 wird von dem Roboter 15 entsprechend
dem vorgegebenen Wegprogramm am Rand der Glasscheibe 1
entlanggeführt, wobei der Roboter 15 von einer zentralen
Steuereinheit 19 über die Steuerleitung 20 angesteuert
wird. Die Extrusionsdüse 16 ist mit einem elektrischen
Heizelement 21 versehen, durch das der Düsenkörper auf die
für die Extrusion notwendige Temperatur von etwa 200 Grad
Celsius erwärmt wird.
Das zu extrudierende thermoplastische Elastomer wird als
Granulat in den Aufgabetrichter 23 eingeführt und in dem
Schneckenextruder 24 aufgeschmolzen und unter hohem Druck
der Extrusionsdüse 16 zugeführt. Der die Schnecke
enthaltende Zylinder 25 des Schneckenextruders 24 ist von
mehreren Heizringen 26 umgeben, die mit Hilfe von
elektrischen Heizwiderständen den Zylinder 25
einschließlich der darin rotierenden Schnecke auf die
erforderliche Temperatur aufheizen. Der Antriebsmotor 27
des Schneckenextruders 24 wird über die Steuerleitung 28
ebenso wie der Roboter 15 von der zentralen Steuereinheit
19 gesteuert.
Zur Verbindung zwischen dem Zylinder 25 des Extruders 24
und der Extrusionsdüse 16 dient ein elektrisch beheizter
Hochdruckschlauch 30. Der Hochdruckschlauch 30 muß Drücke
von wenigstens 250 bar bei Betriebstemperatur aushalten und
eine elektrische Heizwicklung 31 aufweisen, die eine
geregelte Heizung des Schlauchs 30 auf eine Temperatur von
etwa 200 Grad Celsius gestattet. Andererseits muß der
Hochdruckschlauch 30 so flexibel sein, daß er den
Bewegungen der Extrusionsdüse 16 ohne Einschränkungen
folgen kann, und daß er die Bewegungen des Roboters nicht
beeinträchtigt.
Der Hochdruckschlauch 30 weist andererseits zwangsläufig
eine gewisse Torsionssteifigkeit auf, durch die unter
Umständen der Extrusionsvorgang beeinträchtigt werden kann.
Denn während eines Umlaufs des Manipulationskopfes 14 um
die Glasscheibe wird die Extrusionsdüse um 360 Grad
gedreht, und diese Torsionsbewegung wird auf den Schlauch
30 übertragen. Durch die ständigen Torsionsbeanspruchungen
wird einerseits der Schlauch 30 in Mitleidenschaft gezogen,
was zu einem beschleunigten Verschleiß des Schlauchs 30
führt. Andererseits werden durch diese Torsionskräfte die
entsprechenden Reaktionskräfte in den Manipulationskopf 14
eingeleitet, was zu Ungenauigkeiten beim Extrusionsvorgang
führen kann. Zur Vermeidung dieser Effekte können deshalb
ein oder mehrere Rohrdrehgelenke entlang des
Hochdruckschlauches 30 eingebaut werden.
Die in Fig. 3 in bereits eingebautem Zustand dargestellte
Glasscheibe 34 ist mit einem Polymerrahmen 35 versehen, der
nach einem Spritzgießverfahren hergestellt wurde. In diesem
Fall wird die Glasscheibe 34 auf beiden Seiten von dem
Profilrahmen 35 eingefaßt. Der Profilrahmen 35 ist mit
einer vorstehenden Lippe 36 versehen. Die Lippe 36 legt
sich an die Wand 37 des Fensterrahmens an und schließt den
zwischen der Glasscheibe und dieser Wand 37 bestehenden
Spalt. Auf der dem Befestigungssteg 38 des Fensterrahmens
zugewandten Seite ist der Profilrahmen 35 mit einem einen
U-förmigen Querschnitt aufweisenden Abschnitt 39 versehen,
dessen Seitenstege 40, 41 innen mit vorspringenden Zähnen
versehen sind. Der von den Seitenstegen 40, 41 gebildete
Hohlraum ist mit der Klebermasse 42 gefüllt. Für die
Klebermasse 42 und den Profilrahmen 35 werden dieselben
Materialien verwendet, wie sie anhand der Fig. 1
beschrieben wurden.
In den Fig. 4 bis 7 sind zwei Beispiele für die
Ausgestaltung von Spritzgießformen dargestellt, mit denen
sich die Erfindung mit Hilfe des Spritzgießverfahrens
verwirklichen läßt.
Dabei zeigen die Fig. 4 und 5 eine Spritzgießform mit einer
Unterform 45 und einer Oberform 46, die mit einem dem
gewünschten Profilquerschnitt entsprechenden Formhohlraum
versehen sind. Die Glasscheibe 47 wird in diese
Spritzgießform eingebracht, und der Hohlraum wird mit dem
thermoplastischen Polymer unter Druck gefüllt. Zur Bildung
des mit den Verankerungsvorsprüngen versehenen Hohlraums in
dem U-förmigen Abschnitt 39 ist die Oberform 46 mit einem
beweglichen Kern 41 versehen. Der Kern 48 ist innerhalb
eines Hohlraums 49 in der Oberform zwischen zwei
Endstellungen bewegbar. Beim Spritzvorgang nimmt der Kern
48 die obere Endstellung in der Oberform 46 ein. Der
Entformungsvorgang nach dem Erstarren des thermoplastischen
Polymers erfolgt in zwei Schritten. Im ersten Schritt wird
die Oberform 46 angehoben, um das gebildete Polymerprofil
oben freizugeben. Bei diesem Vorgang bleibt der Kern 48 in
dem U-förmigen Abschnitt 39, bis die Oberform 46 so weit
angehoben ist, daß der Kern 48 in dem Hohlraum 49 seine
untere Endstellung erreicht hat. Beim weiteren Anheben der
Oberform 46 wird der Kern 48 von der Oberform mitgenommen.
Er kann nun aus dem Abschnitt 39 ohne Schwierigkeiten
entfernt werden, weil jetzt die beiden Seitenstege des
U-förmigen Abschnitts seitlich nachgeben können, da sie
einerseits von außen nicht mehr gehalten werden und
andererseits aus einem elastisch verformbaren Material
bestehen.
Eine andere Möglichkeit für die Ausgestaltung einer für den
erfindungsgemäßen Zweck geeigneten Spritzgießform ist in
den Fig. 6 und 7 dargestellt. Auch in diesem Fall umfaßt
die Spritzgießform eine Oberform 52 und eine Unterform 53
mit dem Profil entsprechenden Formhohlräumen, sowie einen
Kern 54 für die Bildung des die Verankerungsvorsprünge
aufweisenden Profilabschnitts. Der Kern 54 ist jedoch in
diesem Fall von der Oberform 52 unabhängig. Er ist als
separater Ring ausgebildet und liegt in einer
entsprechenden Ausnehmung 55 in der Oberform 52. Beim
Entformen der Glasscheibe nach dem Spritzgießvorgang bleibt
der ringförmige Kern 54 in dem Polymerrahmen 56 stecken, so
wie es in Fig. 7 dargestellt ist. Zweckmäßigerweise beläßt
man den Kernring 54 so lange in dem Rahmen 56, bis dieser
vollständig erstarrt ist. Sodann kann er mit Hilfe eines
geeigneten Werkzeugs 57 aus dem Profilrahmen 50
herausgelöst werden.
Bei dem Kernring kann es sich um einen stabilen
metallischen Ring handeln, der immer wieder verwendet wird.
Es kann sich jedoch auch um einen Kernring aus einem
preiswerten Material handeln, der nach dem Gebrauch
verworfen wird.
Claims (9)
1. Für die Verklebung mit dem Befestigungsflansch einer
Fensteröffnung vorgerüstete Glasscheibe, insbesondere
Autoglasscheibe, mit einem in ihrem Randbereich
angeordneten, einen auf den Befestigungsflansch
gerichteten Abschnitt mit einem U-förmigen Querschnitt
aufweisenden rahmenartigen Profil aus einem Polymer,
wobei die Kleberraupe in dem im Querschnitt U-förmigen
Abschnitt angeordnet ist und die Seitenstege des
U-förmigen Abschnitts innen mit-von Hinterschneidungen
gebildeten Verankerungsvorsprüngen für die Klebermasse
versehen sind, dadurch
gekennzeichnet, daß das rahmenartige
Polymerprofil und der Kleber aus Stoffen bestehen, die
keine adhäsive Bindung eingehen, und die Verbindung
zwischen dem Polymerprofil und dem erhärteten Kleber
durch den mechanischen Formschluß gegeben ist.
2. Glasscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Hohlraum des U-förmigen Abschnitts des
rahmenartigen Polymerprofils einen tannenbaumförmigen
Querschnitt hat.
3. Glasscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das rahmenartige Polymerprofil mit
einer über den Umfang der Glasscheibe hinausragenden
Lippe versehen ist.
4. Glasscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das rahmenartige Polymerprofil aus
einem thermoplastischen Elastomer und der Kleber aus
einem Reaktionssystem besteht.
5. Glasscheibe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das rahmenartige Polymerprofil aus einem
thermoplastischen Polyolefin-Elastomer aus
isotaktischem Polypropylen und Ethylen-Propylen-Dien-
Kautschuk, und der Kleber aus einem
feuchtigkeitshärtendem Einkomponenten-Polyurethan-
System besteht.
6. Verfahren zur Herstellung einer Glasscheibe nach einem
der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das
rahmenartige Polymerprofil mit Hilfe des
Spritzgießverfahrens mit einer mehrteiligen Form
hergestellt wird, bei der der den Hohlraum des
U-förmigen Abschnitts bildende Kern derart beweglich
innerhalb der Form gelagert ist, daß beim Entformen
die Entformung dieses Kerns erst erfolgt, wenn der die
Außenflächen des U-förmigen Abschnitts begrenzende
Formteil das Profil bereits freigegeben hat.
7. Verfahren zur Herstellung einer Glasscheibe nach einem
der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das
rahmenartige Polymerprofil mit Hilfe des
Spritzgießverfahrens hergestellt wird, wobei in die
den U-förmigen Abschnitt begrenzende obere Formhälfte
der Spritzgießform ein rahmenförmiger Kern eingelegt
wird, der nach Entfernen der Oberform aus dem
Polymerprofil herausgelöst wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch die
Verwendung von rahmenförmigen Kernen, die nach dem
Herauslösen verworfen werden.
9. Verfahren zur Herstellung einer Glasscheibe nach einem
der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das
rahmenartige Polymerprofil mit Hilfe des
Extrusionsverfahrens hergestellt wird, indem eine
entsprechend kalibrierte Extrusionsdüse unter Ablage
des extrudierten Polymerstrangs am Rand der
Glasscheibe entlanggeführt wird.
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