專利名稱：在復(fù)制模制的塑料部件中可以結(jié)合有剛性元件的窗玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的領(lǐng)域是窗玻璃領(lǐng)域，涉及了特別是用于建筑物或者汽車或者休閑車輛的窗玻璃，所述的窗玻璃在玻璃構(gòu)成的元件上裝備了復(fù)制模制的并且結(jié)合了一個(gè)剛性元件的塑料材料部件。
通過(guò)活動(dòng)的或者固定的玻璃頂給出在陸地車輛領(lǐng)域中的上述類型的窗玻璃的一個(gè)實(shí)例，該玻璃頂占據(jù)了車身頂棚的接近整個(gè)表面。這些窗玻璃包括一個(gè)玻璃元件，特別是鋼化玻璃，多層玻璃或者透明塑料玻璃元件，該玻璃元件裝備了一個(gè)在其上復(fù)制模制的塑料材料框架，該塑料材料框架可以將固定的剛性元件接合到活動(dòng)車頂?shù)目刂茩C(jī)構(gòu)中。為了使玻璃元件硬化，目前提供了一個(gè)復(fù)制模制有金屬的通常是鋼的桿形式的加強(qiáng)元件的框架，因?yàn)樵摬Ａг谲囕v運(yùn)行時(shí)，受到了與行駛速度相關(guān)的壓力導(dǎo)致的變形。
在目前使用的技術(shù)中，直接在復(fù)制模制操作過(guò)程中，將所述的加強(qiáng)桿接合到塑料材料的框架中，該操作是這樣進(jìn)行的將一個(gè)或者多個(gè)作為插入件的桿與玻璃元件一起放置在生產(chǎn)模具中，然后注射塑料材料，以便結(jié)合所述插入件。
由于為此通常使用的所述熱塑性材料的注射溫度，或者為此通常使用的RIM(反應(yīng)注射模制)方法聚合雙組分聚氨酯所排出的熱量，因此所述的技術(shù)具有導(dǎo)致加強(qiáng)機(jī)械元件變形的下述缺點(diǎn)首先由于熱量而在模具中膨脹，然后在模具出口受冷收縮，所述的加強(qiáng)機(jī)械元件導(dǎo)致玻璃元件具有應(yīng)力和變形，而這對(duì)于在車身中進(jìn)行安裝來(lái)說(shuō)從機(jī)械和美學(xué)觀點(diǎn)看是不允許的。
為了補(bǔ)償這些變形，可以在所述生產(chǎn)之后通過(guò)擠壓使窗玻璃再成形，但是這樣導(dǎo)致了模制復(fù)合件的變形，所述的變形對(duì)于不同界面的結(jié)合因此對(duì)窗玻璃的整體性具有有害的作用。
當(dāng)車輛過(guò)長(zhǎng)時(shí)間暴露于熱量時(shí)，特別是當(dāng)在太陽(yáng)下長(zhǎng)時(shí)間停放時(shí)，還存在類似的膨脹問(wèn)題。加熱/冷卻交替的循環(huán)傾向于不可避免地逐漸改變窗玻璃的外形，這破壞了車輛的外形。
本發(fā)明避免了上述的缺點(diǎn)。
在這方面，本發(fā)明提出一種包括了玻璃元件的窗玻璃，該玻璃元件具有至少一個(gè)結(jié)合或者不結(jié)合到復(fù)制模制的塑料材料部件中的剛性元件，其特征在于，所述剛性元件具有的線性熱膨脹系數(shù)等于所述玻璃元件的熱膨脹系數(shù)。
對(duì)于本發(fā)明的剛性元件來(lái)說(shuō)，通過(guò)選擇線性熱膨脹系數(shù)接近玻璃元件的熱膨脹系數(shù)的材料，可以避免在由玻璃元件、塑料材料和所述的剛性元件構(gòu)成的組件中出現(xiàn)不同的膨脹應(yīng)力。因此，所述的窗玻璃的構(gòu)思和生產(chǎn)是簡(jiǎn)單的，因?yàn)椴辉俦仨氝M(jìn)行該窗玻璃成形的附加步驟。
另外，所述的生產(chǎn)總體上更加可靠，因?yàn)?，比使用金屬元件的情況，窗玻璃的最終尺寸更加接近許可公差范圍的中間值。
在本發(fā)明的范圍中，玻璃元件不僅表示需要時(shí)通過(guò)中間粘結(jié)片材彼此連接的玻璃板構(gòu)成的一個(gè)或者多個(gè)玻璃元件，而且還表示有機(jī)材料，特別是聚碳酸鹽材料的透明或者半透明的元件。
在本發(fā)明的所述剛性元件并不結(jié)合到復(fù)制模制的塑料材料的部件中，這樣的替代情況中，這些剛性元件可以通過(guò)合適的方法例如粘結(jié)，任何固定方法，夾持，鉤掛，與玻璃元件相連，因?yàn)樵摬Ａг赡芫哂斜舜讼鄬?duì)滑動(dòng)的可能性。在這方面可以參考在具有相對(duì)高的成形溫度的玻璃元件周圍設(shè)置剛性框架，剛性框架在冷卻過(guò)程中收縮，同時(shí)在玻璃元件周邊上鉤掛。
所述的剛性元件的線性熱膨脹系數(shù)與該玻璃元件的熱膨脹系數(shù)相差最多10-60C-1。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特別的實(shí)施例，所述的線性熱膨脹系數(shù)為8-10×10-60C-1。
可以選擇一種滿足實(shí)施本發(fā)明的剛性元件的材料，該材料選自多種不同的材料中的一種，特別是金屬，陶瓷或者其它的無(wú)機(jī)材料，以及復(fù)合物。
出于成本的原因，最好實(shí)施以玻璃為基的剛性元件，特別是玻璃或者塑料材料的復(fù)合形式，例如玻璃纖維。所述剛性元件具有有利的機(jī)械性能，尤其是當(dāng)復(fù)合物占據(jù)了玻璃體積的至少60％，優(yōu)選是至少75％，特別是至少80％，尤其是90％。在玻璃元件是玻璃制成的時(shí)，首選上述的最高的值，而當(dāng)玻璃元件是聚合碳酸鹽或者等同物構(gòu)成時(shí)，則體積比至少是60％，最好體積比至少是75％的玻璃是更加合適的。
所述的玻璃是常用的材料，因?yàn)樗粫?huì)帶來(lái)對(duì)于可用于構(gòu)成復(fù)制模制的部件的有機(jī)材料的親和性問(wèn)題，所述的有機(jī)材料已經(jīng)選擇為其可以與玻璃兼容。例如，在復(fù)制模制的聚氨酯部件中結(jié)合剛性元件，并不會(huì)帶來(lái)復(fù)合制品的任何整體性問(wèn)題。
因?yàn)閯傂栽蛷?fù)制模制的塑料材料之間的連接品質(zhì)，可以獲得完工窗玻璃的可以與由機(jī)械元件加強(qiáng)的窗玻璃的機(jī)械性能相比的機(jī)械性能，并且即使玻璃構(gòu)成的剛性元件的內(nèi)在機(jī)械性能小于金屬元件。
本發(fā)明的剛性元件因此最好具有如下特征抗變形的強(qiáng)度，該強(qiáng)度根據(jù)元件的幾何形狀可變，并且足夠大。
以玻璃為基的元件還具有下述的優(yōu)勢(shì)其重量比金屬剛性元件減小了30-50％。在復(fù)制模制的塑料材料比剛性元件的構(gòu)成材料昂貴時(shí)，這是有利的，剛性元件體積的增加導(dǎo)致了與待復(fù)制模制的材料相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)性。
最后，通過(guò)以玻璃為基的剛性元件容易進(jìn)行復(fù)制模制的窗玻璃的生產(chǎn)，可以允許其一部分接觸模具中的玻璃元件，而對(duì)于一個(gè)金屬剛性元件，則必須采取特別的措施來(lái)避免任何玻璃-金屬的接觸。事實(shí)上，以玻璃為基的剛性元件和玻璃構(gòu)成的玻璃元件表面的接觸，或者與需要時(shí)具有的覆蓋油漆的接觸，比與金屬剛性元件的接觸更小地?fù)p害相接觸部分。
根據(jù)一個(gè)有利的特征，所述的剛性元件是塑料材料和玻璃纖維的復(fù)合件。這樣的復(fù)合件可以通過(guò)本身已知的任何復(fù)合件生產(chǎn)技術(shù)而獲得，例如通過(guò)預(yù)浸漬件的熱成形(特別是熱擠壓)。
最好通過(guò)玻璃和熱塑性材料的共同混合的絲構(gòu)成的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)所述的元件，所述的產(chǎn)品可以在Vetrotex Saint-Gobain的商標(biāo)Twintex下獲得。這些共同混合的絲的結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)描述在文件FR2516441，F(xiàn)R2638467，EP0599695中。
本發(fā)明的剛性元件的生產(chǎn)可以使用一些自由的共同混合的絲或者使用一些帶或者墊子形狀的半成品，這些半成品是由完全織造的或者非織造的共同混合的絲構(gòu)成，人們可以將它們與熱塑性有機(jī)材料或者熱硬性材料結(jié)合?？梢砸怨姆绞竭x擇在一個(gè)或者多個(gè)優(yōu)選的方向中進(jìn)行絲的織造和/或者取向，以便獲得在預(yù)定方向中期望的機(jī)械性能。
對(duì)于用于構(gòu)成本發(fā)明的復(fù)合剛性元件的有機(jī)材料來(lái)說(shuō)，可以參考諸如聚乙烯或者聚丙烯的聚烯烴，以及諸如聚對(duì)苯甲酸乙二醇酯或者聚對(duì)苯甲酸丁二醇酯的聚酯。
這些同樣的塑料材料能夠進(jìn)行共同混合的絲的復(fù)合。當(dāng)將以共同混合的絲為基的制品與塑料材料組合時(shí)，最好使用與在所述絲中存在的材料族相同的材料，最好是完全相同的材料。這些塑料材料在需要時(shí)選擇為，其與玻璃元件兼容，此時(shí)玻璃元件本身是塑料材料構(gòu)成的，因此塑料材料包括相同的塑料材料或者相對(duì)玻璃元件的材料來(lái)說(shuō)惰性的材料(一般在例如聚丙烯時(shí))。
考慮到通過(guò)使用以玻璃為基的剛性元件而允許了重量的減輕，這個(gè)剛性元件可以通過(guò)至少一個(gè)尺寸例如厚度進(jìn)行生產(chǎn)，該尺寸足以允許所有類型的不同元件固定在窗玻璃上，特別是通過(guò)簡(jiǎn)單的孔進(jìn)行，這些簡(jiǎn)單的孔沒(méi)有螺紋，能夠接納一個(gè)螺絲或者一種強(qiáng)力、鉤掛或者其它的連接裝置...所述的插入到或者未插入到復(fù)制模制的塑料材料中的剛性元件可以以任何適于固定或者其它功能在Twintex類型的材料中實(shí)施。
因此，本發(fā)明特別用于將集成到固定支架固定窗玻璃，將封閉機(jī)械支架集成到固定窗玻璃中，以及用于將導(dǎo)向裝置或者窗玻璃的導(dǎo)向支架集成到活動(dòng)窗玻璃中。本發(fā)明還允許電導(dǎo)體或者電傳感器集成到支架中，而不用擔(dān)心短路，同時(shí)總是可以具有一個(gè)金屬支撐元件。
本發(fā)明還用于將加強(qiáng)元件連接到任何類型的特別是活動(dòng)的窗玻璃上，諸如玻璃車頂或者汽車的鋼化玻璃或者多層玻璃的活動(dòng)的后部窗，或者不可打開(kāi)的窗玻璃上，例如粘合在車身上的車頂蓬，其跨度要求在中央部分特別加強(qiáng)?？赡芡ㄟ^(guò)與復(fù)制模制的塑料材料相連，所述的剛性元件構(gòu)成了一個(gè)縱向加強(qiáng)梁或者橫向加強(qiáng)拱弧，在該復(fù)制模制塑性材料中結(jié)合了所述的剛性元件。
根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)變形，特別用于玻璃構(gòu)成的、多層的或者非硬化的玻璃構(gòu)成的、或者塑料構(gòu)成的可打開(kāi)的玻璃頂或者后窗，所述的玻璃頂或者后窗用于車輛或者建筑物的應(yīng)用中。
當(dāng)然，這個(gè)變形還可以用于硬化的鋼化玻璃基體上。
這些不同的玻璃或者塑料的基體在其一個(gè)表面上裝備或者連接到至少一個(gè)電化學(xué)裝置，特別是具有光學(xué)和/或者可變能量的電子控制系統(tǒng)，這個(gè)電化學(xué)裝置通常稱作電鉻裝置，這樣的描述在屬于共同的申請(qǐng)人的WO0071777或者WO0057243中。
窗玻璃或者基體的使用最好屬于電鉻窗玻璃，用于建筑物尤其是外部窗玻璃或者內(nèi)部隔墻或者玻璃門(mén)或者屋頂，或者用于或者牽引裝置，航空(舷窗)，汽車(車頂，窗...)。
本發(fā)明還用于在復(fù)制模制附件中，特別是在與車輛后窗相連的后車頂梁中集成一個(gè)加強(qiáng)元件。
根據(jù)本發(fā)明裝備的窗玻璃還可以是建筑物窗玻璃，陸地車輛或者牽引機(jī)如房車的窗玻璃，以及用于特別是船的不同休閑運(yùn)載工具。
本發(fā)明的剛性元件的連接最好在復(fù)制模制元件的模制過(guò)程中實(shí)施，但是也可以用簡(jiǎn)單的粘結(jié)在復(fù)制模制元件上實(shí)現(xiàn)。
其它的細(xì)節(jié)和特征將參照附圖在后面詳細(xì)描述，附圖包括-

圖1示出了本發(fā)明的窗玻璃的透視圖；和-圖2和3示出了分別沿軸II-II和III-III的圖1的窗玻璃的截面視圖。
為了清楚起見(jiàn)，示出的物體的不同的元件并不是按比例復(fù)制的。
圖1的窗玻璃是活動(dòng)玻璃頂1，其包括一個(gè)玻璃元件2，特別是鋼化玻璃元件2，裝備有用任何合適的塑料材料，特別是聚氨酯構(gòu)成的復(fù)制模制框架3。
框架3設(shè)置在一個(gè)不透明的搪瓷層4上，該層4在玻璃元件的外周，該層4的功能是阻擋從外部看到與窗玻璃相連的設(shè)備。
框架3在設(shè)立為玻璃元件2的整個(gè)輪廓，但是，根據(jù)需要，僅僅在玻璃元件2的外周的一部分上延伸。
框架3與玻璃元件的側(cè)緣和玻璃元件的面向車輛內(nèi)部的表面接觸。從而與周圍車身齊平地設(shè)置活動(dòng)頂1。
另外，框架3能夠僅僅與玻璃元件2的內(nèi)表面接觸，或者橫跨地設(shè)置在玻璃元件2的邊緣上與玻璃元件2的內(nèi)部和外部表面接觸。
如圖2，可以看到框架3沿大的側(cè)面被一個(gè)結(jié)合到框架材料3中的加強(qiáng)件5加強(qiáng)。
該加強(qiáng)件是玻璃纖維和塑料材料復(fù)合件。其一方面包括作為玻璃和熱塑料材料共同混合的絲(體積比至少等于60/40，最好為75/25，最多等于90/10)的Twintex絲的墊子6，織造或者非織造的，厚度為3-20毫米，另一方面熱塑料材料7與共同混合的絲中存在的熱塑料材料相同或者不同，該熱塑料材料7與墊子6接觸模制?？梢酝ㄟ^(guò)在將材料7注射到模具中之前的熱成形成形墊子6。
墊子6和塑料材料7的比例為使得復(fù)合加強(qiáng)件5的玻璃纖維的體積含量在60-90％之間。熱塑料材料7的加入是隨意的。所加入的數(shù)量在需要時(shí)根據(jù)期望獲得的體積和截面而調(diào)整。
可以調(diào)節(jié)本發(fā)明的剛性元件的線性熱膨脹系數(shù)，并且對(duì)于剛性元件的可變的幾何形狀來(lái)說(shuō)，通過(guò)調(diào)整形狀，調(diào)整共同混合的絲的比例和其中的玻璃纖維的比例，或者通過(guò)堆積多層Twintex...，獲得的機(jī)械性能與機(jī)械剛性元件的機(jī)械性能相同，而該金屬剛性元件的重量多出30-50％。
如圖3，可以看到其它的剛性元件8沿一個(gè)小側(cè)面集成到框架3上。所述的元件8一方面用來(lái)加強(qiáng)窗玻璃，另一方面用來(lái)固定未示出的頂蓬的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
元件8類似于元件5，包括墊子9，該墊子9包括玻璃和熱塑料材料的共同混合的絲，所述絲集成到熱塑料材料或者熱硬性材料中，所述材料與提到的用于元件5的材料相同。
沒(méi)有螺紋的孔10加工在元件8的翼部，以便容納頂蓬1的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的固定部分。
剛性元件5，8在框架3復(fù)制模制在玻璃元件2上的情況下被集成到框架3中，實(shí)現(xiàn)方式為使剛性元件5，8插入到模具內(nèi)部，然后注射框架3的塑料材料。
在這個(gè)模制過(guò)程中，插入到模具中的剛性元件在模制溫度下，受到與玻璃元件2一樣的熱膨脹，從而在冷卻時(shí)沒(méi)有出現(xiàn)不同的膨脹應(yīng)力。
另外，至少一個(gè)元件5，8能夠粘結(jié)或者固定在框架3上，有利地導(dǎo)致消除了由于窗玻璃在整個(gè)壽命期間受到加熱/冷卻的循環(huán)導(dǎo)致的不同的膨脹應(yīng)力。
本發(fā)明在剛剛的描述中描述了用于車輛的活動(dòng)窗玻璃，但是并不限定于這個(gè)實(shí)施例，并且，特別是對(duì)于應(yīng)用的材料，窗玻璃的元件的結(jié)構(gòu)和窗玻璃的安裝系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，本發(fā)明包括變體中的任何一種。
權(quán)利要求
1.包括玻璃元件(2)的窗玻璃(1)，該玻璃元件(2)具有至少一個(gè)結(jié)合到或者不結(jié)合到復(fù)制模制的塑料材料部件(3)中的剛性元件(5，8)，其特征在于，所述的剛性元件(5，8)具有的線性熱膨脹系數(shù)與玻璃元件(2)的線性熱膨脹系數(shù)大小相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的窗玻璃，其特征在于，所述的剛性元件(5，8)具有的線性熱膨脹系數(shù)與玻璃元件(2)的線性熱膨脹系數(shù)相差至多10-60C-1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2的窗玻璃，其特征在于，至少一個(gè)剛性元件(5，8)具有的線性熱膨脹系數(shù)為8-10×10-60C-1。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的窗玻璃，其特征在于，所述的剛性元件(5，8)是以玻璃為基的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的窗玻璃，其特征在于，所述剛性元件包括至少60％體積的玻璃。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的窗玻璃，其特征在于，所述的剛性窗玻璃包括至少90％體積的玻璃。
7.根據(jù)權(quán)利要求4-6中任一項(xiàng)所述的窗玻璃，其特征在于，所述的剛性元件(5，8)是塑料材料(7)和玻璃纖維(6，9)的復(fù)合件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的窗玻璃，其特征在于，所述的復(fù)合剛性元件通過(guò)由玻璃和熱塑料有機(jī)材料共同混合的絲構(gòu)成的產(chǎn)品(6，9)實(shí)施。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的窗玻璃，其特征在于，所述的復(fù)合剛性元件通過(guò)自由的共同混合的絲或半成品進(jìn)行實(shí)施，所述半成品包括織造或者非織造的絲構(gòu)成，可能與熱塑料或者熱硬性有機(jī)材料(7)相連，具有帶或墊子(6，9)的形狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9中任一項(xiàng)所述的窗玻璃，其特征在于，所述的復(fù)合剛性元件包括選自聚烯烴和聚酯中的塑料材料(7)。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的窗玻璃，其特征在于，所述的剛性元件(8)是不同元件的固定支架，通過(guò)特別是一個(gè)沒(méi)有螺紋的開(kāi)在剛性元件中的孔(10)固定不同元件。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的窗玻璃，其特征在于，所述的剛性元件(5)是一個(gè)加強(qiáng)元件。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的窗玻璃，其特征在于，其結(jié)合了一個(gè)電化學(xué)裝置，特別是具有光學(xué)和/或者可變能量的電子控制系統(tǒng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的窗玻璃的應(yīng)用，用作電鉻窗玻璃的一部分，特別是用于建筑物或者火車的牽引裝置，航天器，汽車。
全文摘要
本發(fā)明的窗玻璃包括一個(gè)玻璃構(gòu)成的元件，該玻璃構(gòu)成的元件具有至少一個(gè)剛性元件，該剛性元件可以插入或者沒(méi)有插入到復(fù)制模制的塑料材料構(gòu)成的部件中，其特征在于，所述的剛性元件具有的線性熱膨脹系數(shù)與玻璃構(gòu)成的元件的熱膨脹系數(shù)大小相同。固定支架或者加強(qiáng)元件用于連接到建筑物、汽車或者牽引車輛、陸地車輛和水上車輛的窗玻璃上。
文檔編號(hào)B29C45/14GK1620373SQ02828259
公開(kāi)日2005年5月25日 申請(qǐng)日期2002年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月20日
發(fā)明者G·于歇 申請(qǐng)人:法國(guó)圣戈班玻璃廠