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Dokumentenidentifikation DE69014026T2 23.03.1995
EP-Veröffentlichungsnummer 0415716
Titel Kunstharzfenster für Kraftfahrzeuge oder dgl.
Anmelder Hashimoto Forming Industry Co. Ltd., Yokohama, Kanagawa, JP
Erfinder Kashiwagi, Takeshi, Hashimoto Forming Ind. Co.Ltd, Yokohama City, Kanagawa Pref., JP;
Hotta, Tetsuo, Hashimoto Forming Ind. Co. Ltd, Yokohama City, Kanagawa Pref., JP;
Tamura, Tatsuya, Hashimoto Forming Ind. Co.Ltd, Yokohama City, Kanagawa Pref., JP;
Ohtake, Shinichi, Hashimoto Forming Ind. Co. Ltd, Yokohama City, Kanagawa Pref., JP
Vertreter Louis, D., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat., 83700 Rottach-Egern; Pöhlau, C., Dipl.-Phys., 90489 Nürnberg; Lohrentz, F., Dipl.-Ing., 82319 Starnberg; Segeth, W., Dipl.-Phys., Pat.-Anwälte, 90489 Nürnberg
DE-Aktenzeichen 69014026
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 28.08.1990
EP-Aktenzeichen 903094043
EP-Offenlegungsdatum 06.03.1991
EP date of grant 09.11.1994
Veröffentlichungstag im Patentblatt 23.03.1995
IPC-Hauptklasse B60J 1/00

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kunstharzfenster, und insbesondere auf ein Kunstharzfenster, das geeignet für Kraftfahrzeuge oder dergl. ist.

Ein Kunstharzfenster für Kraftfahrzeuge ist z.B. in JP-Y2-32.808/86 als durch einen Spritzgußvorgang hergestellt offenbart. Das bekannte Kunstharzfenster umfaßt allgemein ein Fensterkörperelement aus transparentem oder halbtransparentem Kunstharz, wie etwa Polycarbonat oder Acryl, sowie ein Rahmenelement, das sich entlang der Randkante des Körperelementes erstreckt und in eine vorbestimmte Form ausgebildet ist, die einem Flansch eines entsprechenden Fahrzeug-Karosseriepanels entspricht. Wegen der Anfälligkeit des Kunstharzes gegen Kratzer oder ähnliche Beschädigungen ist die äußere Oberfläche des Fensterkörperelementes im allgemeinen durch einen harten Beschichtungsfilm bedeckt, während auf die äußere Oberfläche des Rahmenelementes eine Farbe aufgetragen und es mit einer opaken Beschichtung von gewünschter Farbe bedeckt ist.

In diesem Zusammenhang offenbart JP-A-137.017/88 ein Verfahren, in dem ein mit einer harten Beschichtung darauf ausgebildeter Harzfilm in den Formhohlraum einer Spritzgußform eingesetzt und anschließend ein transparentes Kunstharz so in den Hohlraum eingespritzt wird, daß der Harzfilm mit einem Bogen des eingespritzten Harzes verschmilzt, den man nach dem Abkühlen und Aushärten erhält. In diesem Fall bedeckt der Harzfilm die gesamte Oberfläche des Fensterkörperelementes. Weiter offenbaren JP-A-159.126/88 und JP-A-159.127/88 ein Verfahren, bei dem ein Fensterkörperelement mit einer auf seiner Oberfläche ausgebildeten harten Beschichtung in dem Hohlraum einer Spritzgußform plaziert wird, um einstückig das Rahmenelement entlang der Randkante des Fensterkörperelementes auszubilden.

Das oben erwähnte, bekannte Kunstharzfenster hat sich insbesondere bezüglich seines reduzierten Gewichts als vorteilhaft erwiesen, kann aber unter einem Problem beträchtlich geringerer Steifigkeit im Vergleich zu herkömmlichen Fenstern aus anorganischem Glas leiden. Somit zeigt das an einem Fahrzeug-Karosseriepanel montierte Kunstharzfenster oft unerwünschte Verformung oder Schäden, was aus Befestigungskräften oder dergl. resultiert. Die erforderliche Steifigkeit des Kunstharzfensters könnte entweder durch Erhöhen der Dicke des Fensterkörperabschnittes selbst oder durch Vorsehen von Verstärkungsrippen an dem Rahmenabschnitt erreicht werden.

Diese Lösungen sind unter dem Gesichtspunkt der Praktikabilität jedoch nicht sonderlich geeignet, weil eine erhöhte Dicke des Fensterkörperabschnittes es beinahe unmöglich machen würde, ein verringertes Gewicht des Fensters als Ganzes zu erreichen, während das Vorsehen von Verstärkungsrippen auf dem Rahmenabschnitt zur Bildung von unerwünschten Senkmarken auf der äußeren Oberfläche des Rahmenabschnitts führen könnte und so das Erscheinungsbild des Fensters deutlich verschlechtem würde.

Außerdem kann sich die harte Beschichtung auf dem Fensterhauptkörperelement wegen einer aus der ungenügenden Steifigkeit des Fensters resultierenden Verformung oder Beschädigung einfach lösen. Weiter kann, selbst wenn die harte Beschichtung auf einer Grundierungsschicht ausgebildet wird, die harte Beschichtung manchmal nicht in guter Haftung an dem das Rahmenelement bildenden plastifizierten Kunstharz, z.B. Polyvinylchlorid oder Polyurethan gehalten werden, so daß das Rahmenelement sich einfach von dem Fensterkörperelement lösen kann. Zudem erschwert es das Auftragen von Farbe auf das Rahmenelement zum Bilden der opaken Schicht, die Herstellungsschritte zu vereinfachen.

Bei einem eine harte, anorganische Glasplatte umfassenden Fenster ist es bekannt, entlang der Randkante der Glasplatte ein Kunstharz-Rahmenelement (oder ein Verkleidungselement) einstückig auszubilden, in dem ein profiliertes Metallkernelement eingebettet ist, wie z.B. in den japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrifien JP-A-1.737/82, JP-A-73.681/83, JP-A- 283.515/86 und JP-A-283917/88, offenbart. Das Kernelement einer solchen Anordnung dient jedoch dazu, das Rahmenelement selbst zu verstärken, nicht das Fensterkörperelement, und ist nicht auf ein Kunstharzfenster anwendbar, weil es nicht gut an dem Fensterkörperelement haften bleiben kann, auf dem eine harte Beschichtung ausgebildet ist.

EP-A-0371810 zeigt ein Fenster für ein Automobil, bei dem das Fensterkörperelement um seinen Rand ein Rahmenelement aufweist, mit dem es durch einstückiges Formen und/oder Klebstoff verbunden ist. In diesem Fall ist auf der am Kraftfahrzeug nach außen zeigenden Außenseite des Fensters keine harte Beschichtung vorgesehen, aber eine opake Farbschicht ist am Rand vorgesehen.

Deshalb ist es ein Hauptziel der Erfindung, die obigen Nachteile zu verringem und ein verbessertes Kunstharzfenster zu schaffen.

Gemäß der Erfindung wird ein Kunstharzfenster für Kraftfahrzeuge oder dergl. geschaffen, umfassend:

ein Fensterkörperelement in Form einer Harztafel;

ein Rahmenelement aus einem Kunstharz, das mit dem Körperelement verbunden ist und sich entlang des Randes des Körperelementes erstreckt, um das Körperelement einzurahmen, wenn das Fenster, im Gebrauch, in dem Kraftfahrzeug oder dergl. montiert ist;

eine harte Beschichtung, die wenigstens einen Teil einer Oberfläche des Körperelementes bedeckt, wobei diese Oberfläche bei Gebrauch an dem Fahrzeug oder dergl. nach außen zeigen wird; und

weitere, zwischen dem Rahmenelement und der Oberfläche des Körperelementes angeordnete Verbindungsmittel.

Die Verbindungsmittel können außer Abschnitten direkt zwischen dem Fenster und dem Rahmen, Abschnitte aufweisen, die sich innerhalb des Rahmenelementes erstrecken und solche, die nach außerhalb des Rahmens sichtbar sind.

Das erfindungsgemäße Kunstharzfenster ist mit einer harten Beschichtung versehen, die mit der äußeren Oberfläche des Fensterkörperelementes verschmolzen sein kann und wahlweise auch auf seiner inneren Oberfläche ausgebildet ist, um einen zufriedenstellenden Kratzschutz des Fensterkörperelementes ebenso wie verbesserte Verschleiß- und chemische Beständigkeit zu erreichen. Darüber hinaus ermöglicht es die zuverlässige Verbindung zwischen dem Rahmenelement und den äußeren und inneren Oberflächen des Fensterkörperelementes, die harte Beschichtung und/oder das Rahmenelement in guter Haftung mit dem Fensterkörperelement zu halten und so eine Trennung der harten Beschichtung und/oder des Rahmenelementes von dem Fensterkörperelement wirksam zu verhindern.

Es gibt viele Möglichkeiten zum Erreichen einer Verbindung zwischen dem Rahmenelement und der äußeren Oberfläche des Fensterkörperelementes. Zum Beispiel kann die Verbindung durch ein Kernelement erreicht werden, das auf den äußeren und inneren Seiten des Körperelementes auf ineinandergreifende Weise einstückig mit dem Fensterkörperelement verbunden und wenigstens teilweise in dem Rahmenelement eingebettet ist. Das Kernelement kann einfach und stabil in einstückiger Verbindung mit der harten Beschichtung und auch mit dem Rahmenelement gehalten werden und dient dazu, das Fenster als Ganzes wirksam zu verstärken und seine mechanischen Eigenschaften, wie etwa Biegefestigkeit, Bruchfestigkeit und Schlagfestigkeit zu verbessern. Weil das Kernelement wenigstens teilweise in dem Rahmenelement eingebettet ist, wird das Rahmenelement selbst in dem Fall, daß das Rahmenelement nicht in guter Haftung an der harten Beschichtung gehalten wird, stabil von dem Kernelement festgehalten, weil es auf ineinandergreifende Weise einstückig mit dem Fensterkörperelement verbunden ist.

Die Verbindung des Fensterkörperelementes, Rahmenelementes und Kernelementes miteinander kann weiter verbessert werden, wenn in dem Kernelement Öffnungen ausgebildet werden, durch welche das das Rahmenelement bildende Kunstharz mit dem Fensterkörperelement verbunden wird, wenn das Kernelement Vorsprünge aufweist, die in das Fensterkörperelement gepreßt werden und/oder wenn das Kernelement mit einem Klebstoff an dem Rahmenelement befestigt wird.

Weiterhin ist es möglich, das Erscheinungsbild des Fensters zu verbessern, wenn das Kernelement von dem Rahmenelement teilweise freigelegt ist.

Wahlweise kann die Verbindung zwischen dem Rahmenelement und der äußeren Oberfläche des Fensterkörperelementes die Teile der Oberfläche des das Fensterkörperelement formenden Kunstharzes umfassen, die nicht von der harten Beschichtung bedeckt sind und die mit einem Klebstoff direkt mit dem Rahmenelement verbunden sind. In diesem Fall haftet das Rahmenelement direkt an denjenigen Oberflächen des Fensterkörperelementes, die nicht von der harten Beschichtung bedeckt sind und kann mit einem minimierten Trennungsrisiko stabil in Position gehalten werden. Zum Aufrechterhalten einer guten Haftung der harten Beschichtung und der Oberfläche des Fensterkörperelementes aneinander kann sich das Rahmenelement soweit erstrecken, daß es den Endbereich der harten Beschichtung auf der äußeren Oberfläche des Fensterkörperelementes bedeckt.

Das Fenster, bei dem das Rahmenelement direkt an den blanken Oberflächen des Fensterkörperelementes haftet, kann durch ein Verfahren hergestellt werden, umfassend die Schritte:

Einsetzen eines Harzfilmes, auf dem eine harte Beschichtung ausgebildet ist und der kleiner ist als der Hohlraum, in den Hohlraum einer ersten Spritzgußform und Einspritzen eines transparenten oder halbtransparenten Kunstharzes in den Hohlraum der ersten Spritzgußform, um ein plattenähnliches Fensterkörperelement zu formen, dessen Oberfläche mit dem Harzfilm verschmolzen ist,

Plazieren der Randkante des Fensterkörperelementes in den Hohlraum einer zweiten Spritzgußform und

Einspritzen eines weiteren Kunstharzes in den Hohlraum einer zweiten Spritzgußform, um ein Rahmenelement zu formen, das mit dem Fensterkörperelement durch Verbinden mit den blanken Oberflächen des Fensterkörperelementes verbunden ist.

Schließlich kann die harte Beschichtung bei der Ausführung der Erfindung einen SiOx-Film umfassen, der durch ein Plasmaverstärktes CVD(Chemical Vapour Deposition = chemische Dampfbeschichtung)-Verfahren gebildet sein kann.

Die Erfindung kann daher ein Harzfenster mit verbesserten Verschleißeigenschaften und chemischer Widerstandsfähigkeit schaffen, das weiter die harte Beschichtung und/oder das Rahmenelement gut an dem Fensterkörperelement haftend halten kann, wodurch wirksam eine Trennung der harten Beschichtung und/oder des Rahmenelementes von dem Fensterkörperelement verhindert wird.

Die Erfindung wird aus der folgenden Beschreibung weiter verstanden, wenn man diese zusammen mit den beigefügten Zeichnungen nimmt, die nur beispielhaft angegeben sind.

Fig. 1 ist eine Vorderansicht eines Seitenfensters für ein Kraftfahrzeug gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 ist ein Querschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 ist ein Querschnitt in größerem Maßstab, der die harte Beschichtung im Bereich III von Fig. 2 zeigt;

Fig. 4 ist ein Querschnitt ähnlich Fig. 2, der eine erfindungsgemäß modifizierte Ausführungsform der harten Beschichtung zeigt;

Fig. 5 ist ein Querschnitt ähnlich Fig. 3, der die harte Beschichtung im Bereich V in Fig. 4 zeigt;

Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht des der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform entsprechenden Seitenfensters;

Figs. 7-9 sind Querschnitte ähnlich Fig. 2, die verschiedene Beispiele des der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform entsprechenden Fensters zeigen;

Fig. 10 ist eine Vorderansicht eines Seitenfensters für ein Kraftfahrzeug gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 11 ist ein Querschnitt entlang der Linie XI-XI in Fig. 10;

Fig. 12 ist ein Querschnitt entlang der Linie XII-XII in Fig. 13, der den Schritt des Spritzens des in den Figs. 10 und 11 gezeigten Fensterkörperelementes zeigt;

Fig. 13 ist eine perspektivische Ansicht, die das Fensterkörperelement wie gespritzt zeigt;

Fig. 14 ist ein Querschnitt, der den Schritt des Spritzens des in den Figs. 10 und 11 gezeigten Rahmenelementes zeigt;

Fig. 15 ist eine schematische Ansicht, die den Schritt des Bildens der SiOx-Teilschicht der harten Beschichtung bei dem erfindungsgemäßen Fenster zeigt;

Fig. 16 ist ein Querschnitt, der die harte Beschichtung zeigt, welche durch den Schritt von Fig. 15 gebildet wurde; und

Fig. 17 ist eine schematische Ansicht, die die Vorrichtung zum Bilden der SiOx-Teilschicht der harten Beschichtung zeigt.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf einige bevorzugte, in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsformen beschrieben.

Bezieht man sich auf Fig. 1, so ist ein Kunstharz-Seitenfenster gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zu sehen, das für ein Kraftfahrzeug bestimmt ist. Das Fenster ist durch das Bezugszeichen 1 bezeichnet, im wesentlichen mittels eines Spritzgußverfahrens aus geeignetem Kunstharz hergestellt und an einem entsprechenden Fahrzeug-Karosseriepanel befestigt.

Das Fenster 1 umfaßt ein Fensterkörperelement 2 in Form eines Bogens aus transparentem oder halbtransparentem Kunstharz, wie etwa Polycarbonat, Polymethylmethacrylat oder dergl. Das Fensterkörperelement 2 weist eine äußere Oberfläche, auf der eine hierin nachfolgend zu erklärende harte Beschichtung 3 ausgebildet ist, sowie eine Randkante auf, die von einem verstärkenden Kernelement 4 aus einem länglichen profilierten Metallkörper mit im wesentlichen U-förmigem Querschnitt umgeben ist. Das Kernelement 4 kann aus einem Streifen aus rostfreiem Stahl, Aluminium oder anderem geeignetem Material bestehen, das mittels eines Walzvorgangs einem Biegen und Preßformen unterzogen wurde. Das Kernelement 4 ist auf formschlüssige Weise von dessen Außen- und Innenseiten her einstückig mit dem Fensterkörperelement 2 verbunden. Insbesondere ist das Kernelement mit einer Anzahl örtlicher Vorsprünge 4a versehen, die in die äußeren und inneren Oberflächen des Fensterkörperelementes 2 gepreßt sind. Das Fenster 1 umfaßt weiter ein Kunstharz-Rahmenelement 5, das sich entlang der Randkante des Fensterkörperelementes 2 erstreckt. Das Rahmenelement 5 ist durch einen Spritzgußvorgang einstückig mit dem Fensterkörperelement 2 so ausgebildet, daß das Kernelement 4 wenigstens teilweise in dem Rahmenelement 5 eingebettet ist.

Wie insbesondere in den Figuren 2 und 3 gezeigt kann die harte Beschichtung 3 aus einer Mehrzahl von Teilschichten bestehen, die nach Bildung des Fensterkörperelementes 2 durch einen Spritzgußvorgang zusammenlaminiert werden. Das heißt, daß das Fensterkörperelement 2 einer geeigneten Oberflächenbehandlung ausgesetzt wird, um auf seiner äußeren Oberfläche eine harte Teilbeschichtung 3b zu erzeugen, die beispielsweise aus einem siloxan- oder acrylbasierten Harz oder einem UV-aushärtenden Harztyp besteht. Die harte Teilbeschichtung 3b wird dann mit einer SiOx-Teilschicht 3a bedeckt. Wenn nötig, kann eine Grundierungs-Teilschicht zwischen der äußeren Oberfläche des Fensterkörperelementes 2 und der harten Teilbeschichtung 3b liegen.

Bei einer in den Figuren 4 und 5 gezeigten modifizierten Ausführungsform wird die harte Beschichtung 3 gebildet, bevor das Fensterkörperelement 2 geformt wird. In diesem Fall umfaßt die harte Beschichtung 3 weiter eine Teilschicht 3c in Form eines Kunstharzfilmes von ausreichender Kompatibilität mit dem das Fensterkörperelement 2 bildenden Kunstharz. Die die Teilschichten 3a, 3b, 3c umfassende harte Beschichtung 3 wird in den Hohlraum einer Spritzgußform zum Spritzen des Fensterkörperelementes 2 eingesetzt, bevor das Harz in den Hohlraum eingespritzt wird. Nachdem das Harz in den Formhohlraum eingespritzt und dem Abkühlen und Aushärten unterzogen wurde, kann ein Fensterkörperelement 2 erhalten werden, das eine äußere Oberfläche umfaßt, mit der die Kunstharz-Teilschicht 3c verschmolzen ist.

Das Rahmenelement 5 besteht aus geeignetem thermoplastischem Kunstharz, wie etwa Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Ethylenvinylacetat, Ionomerharz usw., und ist im Vergleich zu dem Fensterkörperelement 2 elastischer und/oder flexibler. Das Rahmenelement 5 kann durch ein Verfahren geformt werden, welches das Auftragen eines Klebstoffes auf die äußere Oberfläche des Kernelementes 4, das anschließende Einsetzen der Randkante des Fensterkörperelementes 2 in den Hohlraum einer weiteren Spritzgußform, das Einspritzen des thermoplastischen Harzes in den Formhohlraum und das Kühlen und Aushärten des eingespritzten Kunstharzes umfaßt. Dadurch wird das Rahmenelement 5 gebildet, welches einstückig mit der Randkante des Fensterkörperelementes 2 verbunden ist, wobei das Kernelement 4 darin eingebettet ist.

In diesem Zusammenhang kann, wie insbesondere in Fig. 6 gezeigt, an dem Kernelement 4 eine Anzahl von Öffnungen 4b ausgebildet sein, von denen einige durch Schaffen der Vorsprünge 4a mittels Stanzen oder dergl. gebildet werden, durch die das das Rahmenelement 5 bildende Kunstharz direkt und einstückig mit dem Fensterkörperelement 2 verbunden ist.

Bei dem der oben erwähnten Ausführungsform entsprechenden Kunstharzfenster 1 dient die mit der äußeren Oberfläche des Fensterkörperelementes 2 verschmolzene und diese bedeckende harte Beschichtung 3 dazu, befriedigende Kratzfestigkeitseigenschaften und eine verbesserte Verwitterungs- und chemische Beständigkeit des Fensterkörperelementes 2 zu realisieren. Die zuverlässige Verbindung zwischen dem Rahmenelement 5 und den äußeren und inneren Oberflächen des Fensterkörperelementes 2 in Form eines profilierten Kernelementes 4 ermöglicht es, die harte Beschichtung 3 und das Rahmenelement 5 gut an dem Fensterkörperelement 2 haftend zu halten, um wirksam eine Trennung der harten Beschichtung 3 oder des Rahmenelementes 5 von dem Fensterkörperelement 2 zu verhindern.

Das Kernelement 4 kann einfach und stabil in einstückiger Verbindung mit dem der harten Beschichtung 3 und auch mit dem Rahmenelement 5 gehalten werden und dient dazu, das Fenster 2 als Ganzes wirksam zu verstärken und die mechanische Festigkeit des Fensters zu verbessern, wie etwa Biegefestigkeit, Bruchfestigkeit oder Schlagfestigkeit. Weil das Kernelement 4 in dem Rahmenelement 5 eingebettet ist, wird das Rahmenelement 5 stabil von dem Kernelement 4 gehalten, das auf formschlüssige Weise einstückig mit dem Fensterkörperelement verbunden ist.

Weiter ist es wegen der Anordnung, bei der das Kernelement 4 Vorsprünge 4a aufweist, die von den Außen- und Innenseiten in das Fensterkörperelement 2 gepreßt sind, während an dem Kernelement 4 Öffnungen 4b ausgebildet sind, durch die das das Rahmenelement 5 bildende Kunstharz mit dem Fensterkörperelement 2 verbunden ist, und bei der das Kernelement 4 durch einen Klebstoff an dem Rahmenelement 2 befestigt ist, möglich, eine stabile einstückige Verbindung des Fensterkörperelementes 2, des Kernelementes 4 und des Rahmenelementes 5 miteinander zu erreichen und aufrechtzuerhalten.

Natürlich können verschiedene Modifikationen an der oben erwähnten Ausführungsform ausgeführt werden, wie nachstehend nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die Figuren 7 bis 9 diskutiert wird.

Zuerst ist bei dem in Fig. 7 gezeigten Beispiel das Fensterkörperelement 2 mit einer Randkante 2a von verstärkter Dicke im Vergleich zu seinen übrigen Bereichen versehen, während die freien Ränder 4c des Kernelementes 4 nach hinten in Richtung der Grundlinie des U seines Querschnitts gefaltet sind, so daß die gefalteten freien Ränder 4c des Kernelementes 4 in mechanischen Angriff an und hinter Schultern gebracht werden, die zwischen der relativ dicken Randkante 2a und den übrigen Bereichen des Fensterkörperelementes 2 ausgebildet sind.

Bei einem anderen, in Fig. 8 dargestellten, Beispiel umfaßt das Kernelement 4 einen Schmuckabschnitt 4d, der von dem Rahmenelement 5 freigelegt und von außen sichtbar ist. Der Schmuckabschnitt schafft ein ästhetisch edles Erscheinungsbild des Fensters 1, insbesondere wenn er eine andere Farbe als das Rahmenelement 5 hat. Außerdem setzt sich der Schmuckabschnitt in einem aufrechten Abschnitt 4e fort, der ebenfalls in mechanischen Angriff an und hinter einer Schulter zwischen der relativ dicken Randkante 2a und den übrigen Bereichen des Fensterkörperelementes 2 gebracht wird.

Bei noch einem weiteren, in Fig. 9 gezeigten, Beispiel ist das Kernelement 4 als ein einstückiger Körper aus einem harten Kunstharz, etwa Faserverstärktem Kunststoff, ausgeformt und umfaßt Vorsprünge 4f, die in Eingriff mit entsprechenden Rücksprüngen 2b in dem Fensterkörperelement 2 gebracht werden, um die einstückige Verbindung zwischen dem Fensterkörperelement 2 und dem Rahmenelement 5 zu verbessern.

Weiter kann die harte Beschichtung 3, obwohl nicht in den Zeichnungen dargestellt, auch auf der inneren Oberfläche des Fensterkörperelementes 2 ausgebildet sein, und das Kernelement 4 oder das Rahmenelement 5 braucht sich nicht entlang der gesamten Randkante des Fensterkörperelementes 2 zu erstrecken.

Nimmt man nun auf die Figuren 10 und 11 Bezug, so ist ein einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung entsprechendes Kunstharz-Seitenfenster dargestellt, das für ein Kraftfahrzeug vorgesehen ist. Das Fenster ist mit dem Bezugszeichen 11 bezeichnet, mittels eines Spritzgußvorganges als Ganzes aus geeignetem Kunstharz hergestellt und an einem entsprechenden Fahrzeug-Karosseriepanel befestigt.

Das Fenster 11 umfaßt ein Fensterkörperelement 12 in Form eines Bogens aus transparentem oder halbtransparentem Kunstharz, wie etwa Polycarbonat, Polymethylmethacrylat oder dergleichen. Das Fensterkörperelement 12 weist eine äußere Oberfläche, auf der eine harte Beschichtung 13 ausgebildet ist, welche später zu erklärende Teilschichten 13a, 13b umfaßt, eine innere Oberfläche, auf der eine gefärbte opake Schicht 14 ausgebildet ist, sowie eine Randkante 12a auf, welche unbedeckt von der harten Beschichtung 13 oder der opaken Schicht 14 bleibt, um auf ihren Innen- und Außenseiten blanke Oberfläche offenzulegen. Das Fenster 11 umfaßt weiter ein Kunstharz-Rahmenelement 15, das sich entlang der Randkante des Fensterkörperelementes 12 erstreckt. Das Rahmenelement 15 ist mittels eines Spritzgußvorganges einstückig mit dem Fensterkörperelement 12 ausgebildet und haftet wenn nötig mittels eines Klebstoffs 16 an dessen Randkante an den blanken Oberflächen des Fensterkörperelementes 12.

Wie in Fig. 11 deutlich gezeigt, kann die harte Beschichtung 13 aus einer Mehrzahl von Teilschichten 13a bis 13d gebildet sein, die zusammenlaminiert sind. Insbesondere ist auf der äußeren Oberfläche des Fensterkörperelementes 12 eine Grundfilm-Teilschicht 13d aus transparentem Harz mit ausreichender Kompatibilität zu dem Harz des Fensterkörperelementes 12, etwa Polycarbonat, Polymethylmethacrylat oder dergl., ausgebildet. Die Grundfilm-Teilschicht 13d ist von einer harten Teilbeschichtung 13b bedeckt, die z.B. aus einem Harz auf Siloxan-Basis gebildet wird, wobei nötigenfalls eine Grundierungs-Teilschicht 13c dazwischen eingefügt ist. Die harte Teilbeschichtung 13b ist wiederum von einer weiteren harten Teilbeschichtung 13a aus einem SiOx-Film bedeckt, der auf an sich bekannte Weise durch ein PVD- oder CVD-Verfahren gebildet werden kann. Die GrundierungsTeilschicht 13c besteht aus geeignetem Material, das sich zum Anhaften der harten Teilbeschichtungen 13a, 13b an die Grundfilm-Teilschicht 13d eignet, und kann weggelassen werden, wenn die Grundfilm-Teilschicht 13d aus einem Polymethylmethacrylatharz besteht.

Eine der harten Teilbeschichtungen 13a, 13b kann nötigenfalls weggelassen werden, obwohl es sich erwiesen hat, daß die Kombination der in der oben erwähnten Abfolge laminierten Teilschichten 13a-13d wirksam zufriedenstellende funktionelle Vorteile bietet. Außerdem kann die harte Beschichtung 13 auch auf der inneren Oberfläche des Fensterkörperelementes 12 ausgebildet werden, wie in Fig. 11 gezeigt.

Vorzugsweise weist die Randkante 12a des Fensterkörperelementes 12 mit den blanken Oberflächen auf ihren äußeren und inneren Seiten eine im Vergleich zu den übrigen Bereichen des Fensterkörperelementes 12 erhöhte Dicke auf, so daß durch die relativ dicke Randkante 12a des Fensterkörperelementes 12 entlang ihrer Verbindung mit den übrigen Bereichen Schultern gebildet werden, und diese Schultem werden zum Anliegen an der Kante der harten Beschichtung 13 gebracht.

Das Rahmenelement 15 besteht aus geeignetem Kunstharz, wie etwa plastifiziertem Polyvinylchlorid, Polyurethan usw., und ist im Vergleich zu dem Fensterkörperelement 12 elastischer und/oder flexibler. Wenn das Kunstharz des Rahmenelementes 15 eine ausgezeichnete Kompatibilität zu dem des Fensterkörperelementes 12 zeigt, z.B. plastifiziertes Polyvinylchlorid zu dem Fensterkörperelement 12 aus Polycarbonat oder Polymethylmethacrylat, dann kann das Rahmenelement 15 direkt an den blanken Oberflächen der Randkante 12a des Fensterkörperelementes 12 haften. Andererseits kann das Rahmenelement 15 mittels eines geeigneten Klebstoffes zum Haften an der Randkante 12a des Fensterkörperelementes 12 gebracht werden, wenn das Kunstharz des Rahmenelementes 15 eine schlechte Kompatibilität zu dem des Fensterkörperelementes 12 zeigt, z. B. Polyurethan für das Rahmenelement zu dem Fensterkörperelement aus Polycarbonat oder Polymethylmethacrylat. Zum Aufrechterhalten einer guten Haftung der harten Beschichtungen 13 an den äußeren und inneren Oberflächen des Fensterkörperelementes 12 erstreckt sich das Rahmenelement 15 vorzugsweise über die relativ dicke Randkante 12a des Fensterkörperelementes hinaus nach innen, um die Randbereiche der harten Beschichtungen 13 auf beiden Oberflächen des Fensterkörperelementes 12 zu bedecken und in engem Kontakt mit ihnen zu stehen.

Das der in den Figuren 10 und 11 dargestellten Ausführungsform der Erfindung entsprechende Fenster kann durch ein Verfahren hergestellt werden, das nachfolgend besonders erklärt wird. Wie in Fig. 12 gezeigt, verwendet das Verfahren eine Spritzgußvorrichtung 20, die einen Hohlform 21 und eine Kernform 22 umfaßt, die einen Formhohlraum 23 definieren, der in der Form dem Fensterkörperelement 12 entspricht. Ein der harten Beschichtung entsprechender laminierter Film 13 wird vorbereitet, der einen Endbereich aufweist, in den ein magnetischer Streifen 24a, 24b eingebettet ist. Zwei Bögen laminierter Filme 13 werden so in den Formhohlraum 23 eingesetzt, daß sie in Kontakt mit inneren Oberflächen der Hohlform 21 bzw. der Kernform 22 gehalten werden. Die Hohlform 21 und die Kernform 22 sind jeweils mit einem darin eingebetteten Magneten 25a, 25b versehen, und die beiden Bögen laminierter Filme 13 werden so positioniert, daß ihre magnetischen Streifen 24a, 24b von den Magneten 25a bzw. 25b angezogen werden. Die Magnete 25a, 25b werden nahe dem Anguß 26 der Form 20 angeordnet, und der Abstand zwischen inneren Oberflächen der Hohlraumplatte 21 und der Kernplatte 22 im Harzeinlaßbereich 23a des Formhohlraumes 23 wird in Richtung des Angusses 26 vergrößert, um zu verhindern, daß die Endbereiche der laminierten Filme 13 dem Anguß 26 direkt gegenüberliegen.

Die Spritzgußform umfaßt weiter einen Angußverteiler 27, einen Anschnitt 28 und einen Harzspeicher 29, durch den ein transparentes Harz 30 in seinem geschmolzenen Zustand in den Formhohlraum 23 eingespritzt wird, wodurch das Harz 30 den Formhohlraum 23 füllt und die laminierten Filme 13 gegen die inneren Oberflächen der Hohlraumplatte 21 und der Kernplatte 22 drückt. Das eingespritzte Harz 30 wird dann abgekühlt und ausgehärtet, um ein Fensterkörperelement 12 zu bilden, bei dem die Grundfilm-Teilschichten 13d der laminierten Filme 13 einstückig mit den entsprechenden Oberflächen des Fensterkörperelementes 12 verschmolzen sind.

In einem nachfolgenden Rahmenbildungsschritt, wie er in Fig. 14 gezeigt ist, wird eine weitere Spritzgußform 40 verwendet, die eine Hohlform 41 und eine Kernform 42 umfaßt, welche seinen Formhohlraum 43 definieren. Die Randkante des Fensterkörperelementes 12 mit blanken Harzoberflächen wird in den Formhohlraum 43 eingesetzt, und die Hohlform 41 und die Kernform 42 werden miteinander verklammert. Wenn nötig, wird auf die Randkante des Fensterkörperelementes 12 ein Klebstoff 16 aufgetragen, bevor sie in den Formhohlraum 43 eingesetzt wird. Die Spritzgußform 40 umfaßt weiter einen Angußverteiler 44, einen Anschnitt 45 und einen Anguß 46, durch den ein anderes Harz 47 in seinem geschmolzenen Zustand in den Formhohlraum 43 eingespritzt wird, um ein Rahmenelement 15 zu bilden, das direkt und einstückig mit der Randkante des Fensterkörperelementes 12 verbunden ist.

Übrigens wird die gefärbte opake Schicht 14 vorzugsweise im Voraus gebildet, z.B. durch Auftragen von Acrylsilikat-basierter Farbe auf die Harzschicht 13 und anschließendes Einspritzen des Harzes zum Formen des Fensterkörperelementes 12 und Verschmelzen der Filmschicht 13 mit der Oberfläche des Fensterkörperelementes 12, obwohl sie auch durch Auftragen einer Farbe auf das Fensterkörperelement gebildet werden kann, nachdem dieses geformt worden ist.

Weiter kann, obwohl nicht in den Zeichnungen dargestellt, die harte Beschichtung auf der inneren Oberfläche des Fensterkörperelementes 12 weggelassen werden, und das Rahmenelement 15 braucht sich nicht entlang der gesamten Randkante des Fensterkörperelementes 12 zu erstrecken.

Bei dem der oben erwähnten Ausführungsform entsprechenden Kunstharzfenster 11 dienen die harten Beschichtungen 13, welche die inneren und äußeren Oberflächen des Fensterkörperelementes 12 bedecken und mit ihnen verschmolzen sind dazu, zufriedenstellende Kratzfestigkeitseigenschaften und eine verbesserte Verwitterungs und chemische Beständigkeit des Fensterkörperelementes 12 zu realisieren. Die zuverlässige Verbindung zwischen dem Rahmenelement 15 und den äußeren und inneren Oberflächen des Fensterkörperelementes 12, d.h. das direkte Haften des Rahmenelementes 15 und der blanken Oberflächen der Außen- und Innenseiten des Fensterkörperelementes 12, ermöglicht es, die harte Beschichtung 13 und das Rahmenelement 15 gut an dem Fensterkörperelement 12 haftend zu halten, und verhindert wirksam eine Trennung der harten Beschichtung 13 oder des Rahmenelementes 15 von dem Fensterkörperelement 12.

Die harte Beschichtung 3,13 bei dem den oben erwähnten Ausführungsformen entsprechenden Fenster kann auf verschiedene Arten, etwa das PVD- oder CVD-Verfahren, gebildet werden, wie vorstehend erklärt. Eine effektive Weise ist jedoch ein eine Hochfrequenz- Magnetronkathode verwendendes, sogenanntes Plasmaverstärktes CVD-Verfahren, bei dem Plasma durch ein Magnetfeld eingegrenzt wird, um eine höhere Plasmadichte zu erreichen, während eine Hochfrequenzspannung angelegt wird, um die Moleküle selbst anzuregen und dadurch die Zersetzung des Gases zu verstärken.

In diesem Fall wird eine bevorzugte anzuwendende Reaktion durch die folgende Formel (1) beschrieben:

SiH&sub4;+4N&sub2;O T SiO&sub2;+2H&sub2;O+4N&sub2; (1)

Wahlweise Reaktionen werden durch die folgenden Formeln (2) bis (5) beschrieben:

Si(OC&sub2;)&sub4; T SiO&sub2;+4C&sub2;H&sub4;+2H&sub2;O (2)

SiH&sub4;+5CO&sub2;+H&sub2; T SiO&sub2;+5CO+3H&sub2;O (3)

SiH&sub2;Cl&sub2;+2N&sub2;O T SiO&sub2;+2HCl+2N&sub2; (4)

SiH&sub4;+2O&sub2; -4 SiO&sub2;+2H&sub2;O (5)

Insbesondere wird auf die eine Oberfläche eines flexiblen und durchsichtigen Harzfilmes 3d (oder 13d) eine Grundierung-Teilschicht 3c und/oder nötigenfalls eine Siloxan-basierte harte Teilbschichtung 3b aufgetragen und der Harzfilm anschließend durch ein Plasmaverstärktes CVD- Verfahren mit einer SiOx Teilschicht 3a versehen. Zu diesem Zweck wird, wie in Fig. 15 dargestellt, der Harzfilm 3d auf einem Träger 47 plaziert und in eine Position bewegt, in welcher der Film 3d im Inneren einer (nicht gezeigten) Vakuumkammer einer Hochfrequenz- Magnetronkathode 48 gegenüberliegt und der Träger 47 elektrisch geerdet ist. Der Druck in der Vakuumkammer wird auf 10 bis 10&supmin;³ Torr reduziert und gehalten, vorzugsweise in der Größenordnung von 10&supmin;² Torr. Während eine kleine Menge von Ar- oder N&sub2;-Gas 49 in die Vakuumkamrner eingespritzt wird, wird an die Kathode 48 eine Hochfrequenzspannung in der Größenordnung von 10-20 MHz angelegt, um ein Gasplasma in einem Raum zwischen dem Film 3d und der Kathode 48 zu erzeugen. Bei dieser Gelegenheit wird die äußere Oberfläche des Filmes 3d einem Bombardement durch das Plasma des Ar- oder N&sub2;-Gases 49 ausgesetzt, während gleichzeitig die Ebenheit der äußeren Oberfläche verbessert wird. Die Zufuhr des Ar- oder N&sub2;-Gases 49 wird dann eingestellt, und in die Vakuumkammer wird nun ein Mischgas eingeleitet, in dem SiH&sub4;-Gas und N&sub2;O-Gas in einem Verhältnis von im wesentlichen 1:1 miteinander gemischt sind, um Plasma zu erzeugen, wodurch das Mischgas eine chemische Reaktion durchläuft, um auf dem Harzfilm 3d einen SiOx-Film 3a zu bilden, der die harte Beschichtung 3 (oder 13) vervollständigt.

In Fig. 17 ist ein Beispiel einer Vorrichtung zum ununterbrochenen Bilden der harten Harzbeschichtung 3 (oder 13) dargestellt. Die Vorrichtung ist als Ganzes durch das Bezugszeichen 50 bezeichnet und umfaßt eine Zuführungsrolle 51 zum Zuführen des Harzfilmes 3d. Der Harzfilm 3d wird ununterbrochen von der Rolle 51 abgespult und durch Walzen 52a-52e geführt, während der durch einen Heizer 53 erwärmt und auf einem stationären Erdungselement 54 durch Anlegen einer Hochfrequenzspannung an eine Kathode 55 und das Erzeugen von Plasma in einem Raum zwischen dem Harzfilm 3d und der Kathode 55 einem Bombardement (Reinigung) unterzogen wird. Anschließend wird auf einem anderen stationären Erdungselement 56 durch Anlegen einer Hochfrequenzspannung an eine Kathode 48 und das Erzeugen von Plasma in einem Raum zwischen dem Harzfilm 3d und der Kathode 48 auf dem Harzfilm 3d durch ein Plasmaverstärktes CVD-Verfahren der SiOx-Film ausgebildet. Der so erhaltene hart beschichtete Harzfilm 3 wird auf eine Aufwickelspule 57 aufgespult und in die notwendige, dem Fensterkörperelement entsprechende Form geteilt, bevor der Harzfilm 3 in den Formhohlraum eingesetzt wird.

Das oben erwähnte Plasmaverstärkte CVD-Verfahren kann den SiOx-Film gleichmäßig bei relativ hoher Geschwindigkeit und bei relativ niedriger Temperatur ausbilden, und ist besonders für die Oberflächenbehandlung von verschiedenen Arten transparenter oder opaker Kunststoffartikel, einschließlich Kraftfahrzeug komponenten wie etwa Sonnendächer, Linsen für Beleuchtungskörper, Radabdeckungen usw., Fenstern für Gebäude, Gewächshäuser, Garagen, Kühlschränke, Schaukästen usw., sowie bei Anzeigeschirmen für Computer oder Textverarbeitungsanlagen geeignet.

Aus der vorhergehenden genauen Beschreibung wird leicht klar, daß die Erfindung ein verbesserte Kunstharzfenster schafft, das leicht ist und steif genug zum Verhindern jeglicher Verformung oder Beschädigungen des an Ort und Stelle montierten Fensters, das ausgezeichnete Verwitterungseigenschaften und chemische Beständigkeit aufweist und das die harte Beschichtung und/oder das Rahmenelement gut an dem Fensterkörperelement haftend halten kann, wodurch eine Trennung der harten Beschichtung und/oder des Rahmenelementes von dem Fensterkörperelement wirksam verhindert wird.


Anspruch[de]

1. Kunstharzfenster (1) für Kraftfahrzeuge oder dergl., umfassend:

ein Fensterkörperelement (2) in Form einer Harztafel;

ein Rahmenelement (5) aus einem Kunstharz, das mit dem Körperelement (2) verbunden ist sund sich entlang des Randes des Körperelementes erstreckt, um das Körperelement einzurahmen, wenn das Fenster, im Gebrauch, in dem Kraftfahrzeug oder dergl. montiert ist;

eine harte Beschichtung (3), die wenigstens einen Teil einer Oberfläche des Körperelementes (2) bedeckt, wobei diese Oberfläche bei Gebrauch an dem Fahrzeug oder dergl. nach außen zeigen wird; und

weitere, zwischen dem Rahmenelement (5) und der Oberfläche des Körperelementes (2) angeordnete Verbindungsmittel (4).

2. Fenster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rahmenelement einstückig mit dem Körperelement geformt ist.

3. Fenster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fensterkörperelement und das Rahmenelement mittels eines Klebstoffs verbunden sind.

4. Fenster nach Anspruch 1, 2, oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Verbindungsmittel (4) ein mit dem Fensterkörperelement auf der Außen- und Innenseite des Körperelementes formschlüssig einstückig verbundenes Kernelement umfassen, wobei das Kernelement wenigstens teilweise in dem Rahmenelement eingebettet ist.

5. Fenster nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kernelement (4) Öffnungen (4b) ausgebildet sind, durch die das das Rahmenelement bildende Kunstharz mit dem Fensterkörperelement verbunden werden kann.

6. Fenster nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernelement (4) Vorsprünge (4a, 4f) aufweist, die in das Fensterkörperelement gepreßt sind.

7. Fenster nach einem der Ansprüche 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernelement (4) über einen Klebstoff (16) an dem Rahmenelement (5) befestigt ist.

8. Fenster nach Anspruch einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, das Kernelement (4) gegenüber dem Rahmenelement (5) teilweise freiliegt.

9. Fenster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Verbindungsmittel weiter die Oberflächen des das Fensterkörperelement bildenden Kunstharzes umfassen, die nicht durch die harte Beschichtung (3) bedeckt sind, wobei die Oberflächen mittels eines Klebstoffs an dem Rahmenelement befestigt sind.

10. Fenster nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rahmenelement (5) sich so weit erstreckt, daß es einen Endbereich der harten Beschichtung (3) auf der Außenoberfläche des Fensterkörperelementes (2) bedeckt.

11. Fenster nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die harte Beschichtung (3) einen SiOx-Film umfaßt.

12. Fenster nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der SiOx-Film durch ein Plasmaverstärktes CVD(Chemical Vapour Deposition = chemische Dampfbeschichtung)-Verfahren gebildet wird.

13. Fenster nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Randkante des Fensterkörperelementes im Vergleich zu den übrigen Bereichen des Fensterkörperelementes eine erhöhte Dicke aufweist.

14. Fenster nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rahmenelement einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt mit ersten und zweiten Schenkelabschnitten aufweist, wobei das Fensterkörperelement zwischen den Schenkelabschnitten aufgenommen ist und sich einer der Schenkelabschnitte über den anderen Schenkelabschnitt hinaus erstreckt.







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