Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Verbundglasscheibe, die zwei Glas- oder Polykarbonatscheiben und mindestens eine zwischen diese eingeklebte Polymerfolie oder ein Folien-Laminat und eine zwischen diesen angeordnete elektronische Funktionseinheit aufweist. Sie betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Verbundglasscheibe.

In Kraftfahrzeugen und bei Gebäuden spielt die Erfassung von Zuständen oder Parametern der Umgebung für den sicheren und effizienten Betrieb eine immer größere Rolle. Moderne PKWs ebenso wie hochwertige Gebäude sind daher mit einer Vielzahl von Sensoren ausgestattet, die relevante Umgebungszustände oder -Parameter erfassen und die aktuellen Werte an Verarbeitungs- und Steuereinheiten liefern, die Funktionen des Fahrzeugs oder Gebäudes steuern. Dies gilt im Übrigen nicht nur für Kraftfahrzeuge, sondern in gewissem Maße auch für bestimmte Wasserfahrzeuge.

Gewisse Sensoren lassen sich vorteilhaft auf oder in der Frontscheibe oder ggf. auch der Heckscheibe oder einer Glasdacheinheit eines PKW unterbringen. Entsprechende Anordnungen sind seit Langem für sog. Regensensoren bekannt, über die Scheibenwischerfunktionen des Fahrzeugs gesteuert werden. Im Rahmen des allgemeinen Trends zur weitestgehend kompletten Vorfertigung von Fahrzeugkomponenten gibt es Entwicklungen, die auf eine Integration entsprechender Sensoren in eine vorgefertigte Verglasungseinheit (etwa Front- oder Heckscheibe) eines Fahrzeugs abzielen. Entsprechende Lösungen sind in der unveröffentlichten europäischen Patentanmeldung Nr. 17192877.3 erwähnt.

Fahrzeugscheiben mit integrierten oder teil-integrierten Sensoren sind im Übrigen aus der EP 2 121 308 B1 oder der CN 101 087 135 A bekannt. Aus der DE 10 2004 054 465 A1 ist ein optischer Feuchtigkeitssensor zur Detektion von Feuchtigkeit auf der Außenseite und/oder der Innenseite einer Kraftfahrzeugscheibe bekannt, der in die PVB-Folie integriert ist, mit der die beiden Scheiben der Verbundglasscheibe miteinander verbunden sind. Weiterhin ist aus der WO 2015/162107 A1 ein Glaspanel mit einer beleuchteten Schaltfläche und Heizfunktion bekannt.

Nach bisherigem Stand der Technik erfolgt die Integration elektronischer Funktionseinheiten und ihrer Zuleitungen in die Verbundglasscheibe jeweils im sogenannten Inline-Prozess, das heißt während des Verklebens der beiden Scheiben mit der dazwischenliegenden Polymerfolie (PVB-Folie). Hierdurch werden dem grundsätzlich mit hoher Geschwindigkeit durchführbaren Verbindungsprozess zeitliche Limitierungen auferlegt, die sich aus der Spezifik der jeweiligen Komponenten, Leitungen etc. ergeben und zu einer erheblichen Verringerung der Produktivität des Verbindungsprozesses (Inline-Prozesses) führen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Verbundglasscheibe sowie ein verbessertes Verfahren zu deren Herstellung anzugeben, die eine effiziente Herstellung mit hohem Durchsatz und entsprechend niedrigen Kosten erlauben.

Diese Aufgabe wird in ihrem Vorrichtungsaspekt durch eine Verbundglasscheibe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und in ihrem Verfahrensaspekt durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Zweckmäßige Fortbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung schließt den Gedanken ein, die in einer elektronik- bzw. sensor- bestückten Verbundglasscheibe unterzubringenden elektronischen Funktionseinheiten und ggfs sonstiger Teile zu einem vorgefertigten elektronischen Funktionsmodul zusammenzuführen und dieses dem erwähnten Inline-Prozess zusammen mit der Polymerfolie oder dem Folien-Laminat dem erwähnten Inline-Prozess zuzuführen und im Inline-Prozess mit dem für diesen Prozess üblichen Durchsatz gemeinsam zu verarbeiten. Sie schließt weiter den Gedanken sein, hierfür in einem Teil-Flächenbereich der Verbundglasscheibe einen Ausschnitt der Polymerfolie oder des Folien-Laminats vorzusehen, der den lateralen Abmessungen des Funktionsmoduls entspricht. Des Weiteren ist erforderlich, dass das Funktionsmodul mit einer Dicke erzeugt wird, die höchstens gleich der Dicke der Polymerfolie oder des Folien-Laminats ist, damit der Inline- Prozess mit den üblicherweise hierbei eingesetzten Polymerfolien bzw. Folien- Laminaten ablaufen kann.

Das elektronische Funktionsmodul hat die Form eines flachen Prismas, insbesondere eines flachen Quaders, oder einer flachen Kreisscheibe. Die beiden Hauptoberflächen des flachen Prismas oder der flachen Kreisscheibe sind mit Klebstoff zum Einkleben des elektronischen Funktionsmoduls zwischen die Glas- oder Polykarbonatscheiben beschichtet. Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist der Begriff „elektronisches Funktionsmodul“ in einem breiten Sinne zu verstehen, der ein Sensorik-Modul (beispielsweise Regen- bzw. Luftfeuchtigkeits- oder auch Lichtsensor-Modul), Anzeige-Modul (beispielsweise Head-Up-Displaymodul in der Frontscheibe), Kommunikationsmodul (beispielsweise Antennen- oder integriertes Funk-Modul) sowie Kombinationen der genannten Funktionseinheiten miteinander oder mit anderen, hier nicht erwähnten Funktionseinheiten einschließt.

Weitere Ausführungen der Erfindung sehen vor, dass das elektronische Funktionsmodul mehrere elektronische Funktionseinheiten und/oder sonstige Teile umfasst, welche lateral nebeneinander und/oder mindestens teilweise vertikal überlappend innerhalb des Funktionsmoduls angeordnet sind.

Das elektronische Funktionsmodul umfasst insbesondere eine die elektrischen und elektronischen Teile isolierend umhüllende und elektrisch sowie mechanisch schützende Verkapselung aus einem geeigneten Kunststoffmaterial. Es kann sich hierbei insbesondere um eine für derartige Zwecke bekannte und bewährte Vergussmasse handeln.

Mit der Erfindung wird der wesentliche Vorteil erzielt, dass die bisher bei der Integration von Sensoren oder anderen elektronischen Funktionselementen bzw. -Strukturen in eine Verbundglasscheibe zwangsweise einhergehenden Limitierungen der Produktivität und damit verbundenen Kostenerhöhungen überwunden werden können. Zudem ermöglicht die weitestgehende Zusammenfassung der entsprechenden Elemente und Strukturen in einem geschlossenen Funktionsmodul dessen unabhängige Vorab-Testung und somit die Aussortierung von mängelbehafteten Funktionseinheiten rechtzeitig vor deren Einbau in ein teures Endprodukt. Weiterhin lässt sich durch die Erfindung eine Änderung der Technologie des I nline-Prozesses aufgrund von technischen Änderungen bei den elektronischen Funktionseinheiten weitgehend vermeiden, weil solche innerhalb des elektronischen Funktionsmoduls realisiert werden und typischerweise keinen Einfluss auf die Außengestalt des Funktionsmoduls haben .

I n aus derzeitiger Sicht wirtschaftlich besonders bedeutsamen Realisierungen ist die erfindungsgemäße Verbundglasscheibe ausgeführt als Frontscheibe oder Heckscheibe oder Dachverglasung eines Fahrzeugs, wobei der Ausschnitt der Polymerfolie oder des Folien-Laminats und das vorgefertigte elektronische Funktionsmodul an oder nahe einer Kante der Verbundglasscheibe angeordnet sind . Hervorzuheben ist hierbei der massenhafte Einsatz in Straßenfahrzeugen, insbesondere PKWs. Daneben ist aber der Einsatz auch bei anderen Fahrzeugen, etwa in Booten , Kleinflugzeugen , Lufttaxis o.ä. möglich . Neben dem Einsatz der Erfindung in Fahrzeugen kann auch ein Einsatz in der Gebäudeverglasung von Nutzen sein .

Gemäß den etablierten Technologien der Herstellung von Verbundglasscheiben speziell für Straßenfahrzeuge sind in bevorzugten Ausführungen der Erfindung die Dicke der Polymerfolie oder des Folien-Laminats und des elektronischen Funktionsmoduls kleiner als 1 ,2 mm und insbesondere im Bereich zwischen 0,6 mm und 1 ,0 mm. Es versteht sich , dass die Erfindung auch in Verbindung mit dickeren Polymerfolien oder Folien-Laminaten nutzbringend einsetzbar ist, wobei sich dann die Unterbringung mehrerer Funktionselemente in einem einzigen Funktionsmodul hinsichtlich der elektrischen Parameter und der Verbindungs- und Einkapselungstechnik einfacher gestalten kann .

I n aus derzeitiger Sicht bedeutungsvollen Realisierungen umfasst das elektronische Funktionsmodul mindestens eine der folgenden Funktionseinheiten: einen Feuchtigkeitssensor, einen Lichtsensor, einen Temperatursensor, eine Antenne, einen Aktuator, eine elektronische Verarbeitungs- oder Schalteinheit, eine LCD-Anzeigeeinheit und eine LED-Anzeigeeinheit. I nsbesondere kann mehr als eine Funktionseinheit aus dieser Gruppe enthalten sein, wobei dann die Vorteile der modularen Vorfertigung besonders augenfällig werden . Ebenso ausgeprägt zeigen sich die Vorteile der Erfindung in weiteren Ausführungen , bei denen das vollständig vorgefertigte elektronische Funktionsmodul eine integral vorgefertigte elektrische Zuleitung umfasst, welche insbesondere in einem Zuleitungs-Ausschnitt der Polymerfolie oder des Folien- Laminats untergebracht ist. Grundsätzlich kann das Funktionsmodul auch mit mehreren integrierten Zuleitungen versehen sein , sofern dies im I nteresse eines optimalen Funktionierens sinnvoll ist.

Verfahrensaspekte der Erfindung ergeben sich weitgehend aus den oben erläuterten Vorrichtungsaspekten und werden daher hier nicht nochmals erläutert. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Schritte des im Anspruch 9 spezifizierten Verfahrens sowie dessen Ausgestaltungen insoweit modifiziert sein können , als spezielle Ausgestaltungen des erfindungsgemäß vorgesehenen elektronischen Funktionsmoduls dies als sinnvoll erscheinen lassen. Wesentlich hierbei ist, dass die Vorteile, die mit der modularen Vorfertigung der elektronischen Funktionseinheiten für den hochproduktiven Prozess des Verbindens der Einzelscheiben mit einer Polymerfolie oder einem Folien-Laminat tatsächlich realisiert werden .

Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich im Übrigen aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von diesen zeigen :

Fig. 1 a und 1 b schematische Darstellungen (Draufsicht und

Schnittansicht) zu einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und

Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 1 a zeigt schematisch eine Draufsicht einer PKW-Frontscheibe 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und Fig. 1 b zeigt eine Schnittansicht derselben längs einer Schnittebene A-A. Die Frontscheibe 1 ist als Verbundglasscheibe mit einer ersten und zweiten Glasscheibe 1 a, 1 b und einer zwischen die Glasscheiben eingeklebten Polymerfolie 1 c gebildet. I n einem Bereich nahe der Oberkante der Frontscheibe ist ein Ausschnitt 1 d in der Polymerfolie 1 c vorgesehen, in dem ein elektronisches Funktionsmodul 2 zwischen die erste und zweite Glasscheibe 1 a, 1 b eingefügt ist. Das Funktionsmodul 2 umfasst eine integral hiermit gefertigte Anschlussleitung (Flachbandkabel) 2a.

Fig. 2 zeigt schematisch wesentliche Schritte der Herstellung der in Fig. 1 gezeigten Verbundglasscheibe.

I n einem Schritt S 1 werden eine elektronische Funktionseinheit 2b und ein weiteres Teil 2c sowie eine vorgefertigte Zuleitung 2a‘ zu einer Funktionsmodul-Struktur 2‘ vormontiert. Die Funktionsmodul-Struktur 2‘ wird in einem Schritt S2 mit einer Vergussmasse isolierend und mechanisch schützend umhüllt und beidseitig mit einer Klebe-Beschichtung (nicht gezeigt) versehen , womit das fertige elektronische Funktionsmodul 2 erhalten wird. Eine PVB-Folie 1 c‘ wird in einem Schritt S3 mit einem an die lateralen Abmessungen des elektronischen Funktionsmoduls 2 angepassten Ausschnitt 1 d versehen und ergibt die vorkonfigurierte PVB-Folie 1 c, wie in Fig. 1 gezeigt.

I n einem ersten Schritt S4 eines sog. I nline-Prozesses werden die konfigurierte PVB-Folie 1 c und das vorgefertigte elektronische Funktionsmodul 2 auf d ie erste Glasscheibe 1 a aufgebracht, und in einem anschließenden Schritt S5 wird auf diese vormontierte Baugruppe die zweite Glasscheibe 1 b aufgesetzt, und der Stapel wird in üblicher weise zur Verbundglasscheibe 1 laminiert.

Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf das oben erläuterte Beispiel beschränkt, sondern ebenso in einer Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen der anhängenden Ansprüche liegen . Bezugszeichen liste

1 Verbundglasscheibe

1 a, 1 b erste und zweite Glasscheibe 1 c Polymerfolie (PVB-Folie)

1 d Ausschnitt in der Polymerfolie

2 elektronisches Funktionsmodul 2 Funktionsmodul-Struktur

2a integrierte Zuleitung

2a‘ vorgefertigte Zuleitung

2b elektronische Funktionseinheit

2c Teil des Funktionsmoduls