Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbundsicherheitsglasscheibe für Head-Up Displays.

Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung der Verbundsicherheitsglasscheibe.

Verbundglasscheiben (VGS) werden heutzutage an vielen Orten, insbesondere im Fahrzeugbau, verwendet. Dabei umfasst der Begriff Fahrzeug unter anderem Straßenfahrzeuge, Flugzeuge, Schiffe, landwirtschaftliche Maschinen oder auch Arbeitsgeräte.

Auch in anderen Bereichen werden Verbundglasscheiben verwendet. Hierzu zählen beispielsweise Gebäudeverglasungen oder Informationsdisplays, z.B. in Museen oder als Werbedisplays. Dabei weist eine Verbundglasscheibe im Allgemeinen zwei Glasflächen oder Scheiben auf, die auf eine Zwischenschicht laminiert sind. Die Scheiben selbst können eine Krümmung aufweisen und sind in aller Regel von konstanter Dicke. Die Zwischenschicht weist in aller Regel ein thermoplastisches Material, vorzugsweise Polyvinylbutyral (PVB), einer vorbestimmten Dicke, z.B. 0,76 mm, auf.

Da die Verbundglasscheiben häufig in Bezug auf einen Betrachter geneigt sind, kommt es zu Doppelbildern. Diese Doppelbilder sind dadurch bedingt, dass einfallendes Licht in aller Regel nicht vollständig durch beide Scheiben tritt, sondern dass zumindest ein Teil des Lichtes reflektiert wird und erst danach durch die zweite Scheibe tritt.

Diese Doppelbilder sind insbesondere bei Dunkelheit wahrnehmbar, vor allem bei stark einstrahlenden Lichtquellen, wie z.B. die Scheinwerfer eines entgegenkommenden Fahrzeugs. Diese Doppelbilder sind extrem störend und ein Sicherheitsproblem. Häufig werden Verbundglasscheiben auch als Head-Up-Display (HUD) zur Anzeige von Informationen verwendet. Dabei wird mittels einer Projektionsvorrichtung ein Bild auf die Verbundglasscheiben projiziert, um dem Betrachter eine Information ins Sichtfeld einzublenden. Im Fahrzeugbereich wird die Projektionseinrichtung z.B. auf dem Armaturenbrett angeordnet, so dass das projizierte Bild auf der nächstliegenden Glasfläche der zum Betrachter hin geneigten Verbundglasscheibe in Richtung des Betrachters reflektiert wird (vgl. z.B. das europäische Patent EP 0 420 228 B1 oder die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2012 21 1 729 A 1 ) .

Hier tritt wiederum ein Teil des Lichts in die Verbundglasscheiben ein und wird nun z.B. an der inneren Grenzschicht der vom Betrachter aus gesehen weiter außen liegenden Glasfläche und der Zwischenschicht reflektiert und tritt anschließend versetzt aus der Verbundglasscheibe aus. Auch hier tritt ein ähnlicher Effekt, der Effekt der Geisterbilder, in Bezug auf das darzustellende Bild auf.

Bislang wird versucht, dieses Problem von durch Reflexion und/oder Brechung an den Oberflächen der Glasscheiben erzeugten Nebenbildern dadurch zu lösen, dass die Oberflächen der Scheiben nicht mehr parallel, sondern in einem festen Winkel angeordnet werden. Dies wird zum Beispiel dadurch erreicht, dass die Zwischenschicht keilförmig mit kontinuierlich linear und/oder nichtlinear ansteigender und/oder abnehmender Dicke ist. Im Fahrzeugbau wird typischerweise die Dicke so variiert, dass am unteren Ende der Verbundglasscheibe hin zum Motorraum die kleinste Dicke vorgesehen ist, während die Dicke zum Dach hin ansteigt.

Verbundglasscheiben dieser Art mit keilförmiger Zwischenschicht und die optischen Gesetze, auf denen sie beruhen, sind an sich bekannt und werden beispielsweise in den internationalen Patentanmeldungen WO 2015/086234 A1 und WO 2015/086233 A1 , den amerikanischen Patenten US 8,451 ,541 B2, US 7,060,343 B2, US 6,881 ,472 B2, US 6,636,370 B2 und US 5,013,134 oder den deutschen Offenlegungsschriften DE 10 2007 095 323 A1 , DE 196 11 483 A1 und DE 195 35 053 A1 beschrieben. Aus der deutschen Patentanmeldung DE 101 12 935 A1 geht eine Scheibenanordnung, insbesondere für eine Kraftfahrzeugseitenscheibe hervor, die wenigstens ein, in wenigstens einer Ebene gekrümmtes flächiges, optisch transparentes Element aufweist. Das flächige Element besitzt in seiner Flächenebene eine Keilform, wobei ein Keilwinkel in Richtung der durch eine Normale des Elements und eine Blickrichtung eines Fahrzeuginsassen aufgespannten Ebene verläuft. Einzelheiten über die Herstellung des keilförmigen Elements gehen aus der deutschen Patentanmeldung nicht hervor.

Der erforderliche Keilwinkelverlauf und das daraus resultierende Dickenprofil der Zwischenschicht muss für jede Scheibenform gesondert berechnet werden.

In diesem Zusammenhang geht aus der amerikanischen Patentanmeldung US 2019/0126593 A1 eine Betrachtung hervor, die sich mit dem Zusammenhang der Keilwinkel beschäftigt, sofern nicht nur die Zwischenschicht keilförmig ausgebildet ist, sondern auch mindestens eine der beiden Glasscheiben des Verbundes. Obwohl hier die Kombination von mindestens zwei keilförmigen Komponenten der insgesamt drei Komponenten im Hinblick auf die Unterdrückung von durch Reflexion und/oder Brechung an den Oberflächen der Glasscheiben erzeugten Nebenbildern bei Head-Up Displays untersucht wird, wird zugleich herausgestellt, dass es sich nur um die Bereiche außerhalb des Anzeigebereichs des Displays handelt.

Keilfolien werden typischerweise mittels Extrusion hergestellt, wobei eine keilförmige Extrusionsdüse verwendet wird. Die Herstellung einer Keilfolie mit einem gewünschten Keilwinkel, welcher unter anderem von der konkreten Scheibengeometrie und der Projektionsanordnung des Head-Up-Displays abhängig ist, ist sehr teuer und aufwendig.

Aus diesem und aus anderen Dokumenten geht zudem hervor, dass es sehr schwierig ist, eine passgenaue Abstimmung der Keilwinkel gerade für die Anzeigebereiche von Head-Up Displays bei Verbundglasscheiben vorzunehmen. Neben der insbesondere bei Fahrzeugen meist schrägen Einbaulage der Verbundglasscheibe tritt hinzu, dass die Scheiben zusätzlich gekrümmt sind.

In diesem Hinblick offenbaren die beiden japanischen Druckschriften JP 2018203608 A und WO 2019/156030 A1 eine Verbundglasscheibe mit einer Kombination aus zwei Scheiben und einer polymeren Zwischenschicht, wobei eine der beiden Glasscheiben und die Zwischenschicht jeweils einen keilförmigen Querschnitt aufweisen. Die Zwischenschicht kann durch Recken an die gebogene Form der Glasscheiben angepasst sein. Über die Herstellung des keilförmigen Querschnitts der Zwischenschicht, der zur Vermeidung von Geisterbildern bei Head-Up Displays eingebracht wird oder über dessen gezielte Anpassung an die keilförmige Form der Glasscheibe zu diesem Zweck sind den beiden Druckschriften jedoch keine Hinweise zu entnehmen.

Daher besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine neue Verbundsicherheitsscheibe für Head-Up Displays zur Verfügung zu stellen, die aufgrund ihrer speziellen Materialauswahl ein sehr feines und präzises Abstimmen der Keilwinkel der Glasscheiben und der Zwischenschicht derart ermöglicht, dass durch Reflexion und/oder Brechung an den Oberflächen der Glasscheiben erzeugten Nebenbilder wirksam unterdrückt werden. Zudem soll die Herstellung der Zwischenschicht weniger aufwendig und genauer sein als mit den üblichen Extrusionsverfahren.

Diese und weitere Aufgaben werden nach dem Vorschlag der vorliegenden Erfindung gelöst durch eine Verbundsicherheitsglasscheibe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gegeben. Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Verbundglasscheibe gemäß Anspruch 11.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft eine Verbundsicherheitsglasscheibe umfassend: eine erste Glasscheibe, eine zweite Glasscheibe, wobei zumindest eine der beiden Glasscheiben keilförmig ausgebildet ist, und eine Zwischenschicht, welche zwischen der ersten Glasscheibe und der zweiten Glasscheibe angeordnet ist und die beiden Glasscheiben miteinander zumindest abschnittsweise verbindet. Erfindungsgemäß ist die Zwischenschicht aus einem thermoplastischen Polymer gebildet und weist zumindest abschnittsweise einen keilförmigen Querschnitt auf, wobei der keilförmige Querschnitt der Zwischenschicht aus einer flachen Folie durch Verstrecken hergestellt ist und mit dem Keilwinkel der zumindest einen keilförmigen Glasscheibe, insbesondere zur Vermeidung von durch Reflexion und/oder Brechung an den Oberflächen der Glasscheiben erzeugten Nebenbildern bei Head-Up Displays, abgestimmt ist.

Die Verbundsicherheitsglasscheibe der vorliegenden Erfindung wird vor Allem für Bereiche mit einem Head-Up Display zur Vermeidung von durch Reflexion und/oder Brechung an den Oberflächen der Glasscheiben erzeugten Nebenbildern und insbesondere von Geisterbildern verwendet. Neben dem Einsatz als Windschutz,- Heck oder Seitenscheibe eines Fahrzeugs kommen auch Verwendungen in Gebäuden oder in Informationsanzeigen beispielsweise von Geräten oder Werbeanzeigevorrichtungen in Betracht.

In der jeweiligen Einbausituation wird die Verbundsicherheitsglasscheibe ausgerichtet, so dass sich eine Oberkante, zwei Seitenkanten und eine Unterkante der Sicherheitsglasscheibe festlegen lassen. Im Fall eine Fahrzeugwindschutzscheibe ist beispielsweise die Unterkante dem Motorraum zugewandt, während die Oberkante sich an das Fahrzeugdach anschließt.

Die Dicke der Zwischenschicht ist im vertikalen Verlauf zwischen der Oberkante und der Unterkante der Verbundsicherheitsglasscheibe zumindest abschnittsweise veränderlich. Mit „abschnittsweise" ist hier gemeint, dass der vertikale Verlauf zwischen Oberkante und Unterkante zumindest einen Abschnitt aufweist, in dem sich die Dicke der Zwischenschicht ortsabhängig ändert, die Zwischenschicht also einen Keilwinkel aufweist. Die Dicke der Zwischenschicht ist zumindest im HUD-Bereich veränderlich. Die Dicke kann sich aber auch in mehreren Abschnitten ändern oder im gesamten vertikalen Verlauf, beispielsweise von der Unterkante zur Oberkante im Wesentlichen stetig zunehmen. Mit vertikalem Verlauf ist der Verlauf zwischen Oberkante und Unterkante mit Verlaufsrichtung im Wesentlichen senkrecht zur Oberkante bezeichnet. Da die Oberkante bei Verbundsicherheitsglasscheiben stark von einer Geraden abweichen kann, ist der vertikale Verlauf im Sinne der Erfindung präziser ausgedrückt senkrecht zu einer (geraden) Verbindungslinie zwischen den Ecken der Oberkante ausgerichtet. Die Zwischenschicht weist zumindest abschnittsweise einen endlichen Keilwinkel auf, also einen Keilwinkel größer 0°, nämlich in dem Abschnitt, in dem die Dicke veränderlich ist. Mit Keilwinkel wird der Winkel zwischen den beiden Oberflächen der Zwischenschicht bezeichnet. Ist der Keilwinkel nicht konstant, so sind zu seiner Messung an einem Punkt die Tangenten an die Oberflächen heranzuziehen.

Die Erfindung ermöglicht also die Verwendung von thermoplastischen Folien mit nur geringen Keilwinkeln, welche im üblichen Produktionsverlauf einer Verbundglasscheibe kostengünstiger einfacher und präziser herzustellen sind als Folien mit größeren Keilwinkeln. Solche Folien können nämlich durch Verstrecken einer Folie mit konstanter Dicke gewonnen werden statt durch Extrusion. Der Fachmann erkennt auch nachträglich, ob ein Keilwinkel durch Verstrecken oder durch Extrusion ausgebildet ist, insbesondere am typischen Dickenverlauf in der Nähe der Unterkante und/oder Oberkante.

Moderne Automobile werden in zunehmendem Maße mit sogenannten Head-Up- Displays (HUDs) ausgestattet. Mit einem Projektor, beispielsweise im Bereich des Armaturenbretts oder im Dachbereich, werden Bilder auf die Windschutzscheibe projiziert, dort reflektiert und vom Fahrer als virtuelles Bild (von ihm aus gesehen) hinter der Windschutzscheibe wahrgenommen. So können wichtige Informationen in das Blickfeld des Fahrers projiziert werden, beispielsweise die aktuelle Fahrtgeschwindigkeit, Navigations- oder Warnhinweise, die der Fahrer wahrnehmen kann, ohne seinen Blick von der Fahrbahn wenden zu müssen. Head-Up-Displays können so wesentlich zur Steigerung der Verkehrssicherheit beitragen.

Bei den vorstehend beschriebenen Head-Up-Displays tritt das Problem auf, dass das Projektorbild an den verschiedenen Oberflächen der Windschutzscheibe reflektiert wird. Dadurch nimmt der Fahrer nicht nur das gewünschte Hauptbild wahr, sondern auch ein leicht versetztes, in der Regel intensitätsschwächeres Nebenbild. Letzteres wird gemeinhin auch als Geisterbild bezeichnet. Dieses Problem wird bekanntermaßen dadurch gelöst, dass die reflektierenden Oberflächen mit einem bewusst gewählten Winkel zueinander angeordnet werden, so dass Hauptbild und Geisterbild überlagert werden, wodurch das Geisterbild nicht mehr störend auffällt. Der Winkel beträgt bei herkömmlichen Verbundgläsern für Head-Up-Displays typischerweise etwa 0,5 mrad.

Windschutzscheiben bestehen aus zwei Glasscheiben, welche über eine thermoplastische Folie miteinander laminiert sind. Sollen die Oberflächen der Glasscheiben wie beschrieben in einem Winkel angeordnet werden, so ist es üblich, eine thermoplastische Folie mit nichtkonstanter Dicke zu verwenden. Man spricht auch von einer keilförmigen Folie oder Keilfolie. Der Winkel zwischen den beiden Oberflächen der Folie wird als Keilwinkel bezeichnet. Verbundgläser für Head-Up-Displays mit Keilfolien sind beispielsweise aus EP1800855B1 oder EP1880243A2 bekannt.

Die Verschiebung des Geisterbilds gegenüber dem Hauptbild, und damit seine Auffälligkeit, hängt wesentlich vom Abstand der beiden Reflexionsflächen ab. Das Geisterbild kann daher auch durch Verringerung der Schichtdicken der Komponenten der Windschutzscheibe verringert werden.

Die Erfindung ermöglicht die Verwendung sehr geringer Keilwinkel der Zwischenschicht, wodurch in Kombination und in erfindungsgemäßer Abstimmung mit mindestens einer keilförmig ausgebildeten Glasscheibe die Problematik von durch Reflexion und/oder Brechung an den Oberflächen der Glasscheiben erzeugten Nebenbildern in der Projektion vermindert wird. Dies ist ein weiterer wichtiger Vorteil der Erfindung. Die Abstimmung der Keilwinkel des bzw. der Gläser und dem der Zwischenschicht kann mit der erfindungsgemäß durch Verstrecken hergestellten Zwischenschicht auf einfache Weise in sehr kleinen Abstufungen erfolgen und erlaubt eine bisher nicht mögliche Optimierung der Abstimmung der unterschiedlichen Keilwinkel der zur Verbundscheibe gefügten Komponenten. In einer Ausgestaltung der Erfindung weist die aus einer flachen Folie durch Verstrecken hergestellte Zwischenschicht einen linearen oder nichtlinearen Verlauf des zumindest abschnittsweisen keilförmigen Querschnitts auf.

Mit anderen Worten kann der Keilwinkel im vertikalen Verlauf konstant sein, was zu einer linearen Dickenänderung der Zwischenschicht führt, wobei die Dicke typischerweise und bevorzugt von unten nach oben größer wird. Die Richtungsangabe „von unten nach oben" bezeichnet die Richtung von Unterkante zu Oberkante.

Es können aber auch komplexere Dickenprofile vorliegen, bei denen der Keilwinkel von unten nach oben veränderlich (das heißt im vertikalen Verlauf ortsabhängig) ist, linear oder nicht-linear.

Die Dicke der Zwischenschicht kann in horizontalen Schnitten (das heißt Schnitte etwa parallel zu Oberkante und Unterkante) konstant sein. Dann ist das Dickenprofil über die Breite des Verbundglases konstant. Die Dicke kann aber auch in horizontalen Schnitten veränderlich sein. Dann ist die Dicke nicht nur im vertikalen, sondern auch im horizontalen Verlauf veränderlich. Die Zwischenschicht ist durch mindestens eine thermoplastische Folie ausgebildet. Erfindungsgemäß ist der Keilwinkel durch Verstrecken in der Folie erzeugt. Die keilförmige Folie ist nicht extrudiert, sondern ursprünglich als herkömmliche Folie mit im Wesentlichen konstanter Dicke bereitgestellt und durch Verstrecken so umgeformt, dass sie den gewünschten und erfindungsgemäß mit dem oder den Keilwinkel(n) der Glasscheibe(n) zur Vermeidung von durch Reflexion und/oder Brechung an den Oberflächen der Glasscheiben erzeugten Nebenbildern abgestimmten Keilwinkel aufweist. Dies ist einfacher und kostengünstiger in einen üblichen Produktionsverlauf einer Verbundglasscheibe integrierbar als die Herstellung durch Extrusion. Der Fachmann erkennt auch nachträglich, ob ein Keilwinkel durch Verstrecken oder durch Extrusion ausgebildet ist, insbesondere am typischen Dickenverlauf in der Nähe der Unterkante und/oder Oberkante.

Bei geeigneter Konzeption der Verbundsicherheitsglasscheibe können noch deutlich geringere Keilwinkel der Zwischenschicht ausreichend sein. In einer bevorzugten Ausgestaltung beträgt der maximale Keilwinkel der Zwischenschicht 0,1 mrad. Je kleiner der Keilwinkel der Zwischenschicht, desto feiner kann die erfindungsgemäße Abstimmung der Kombination mit der mindestens einen keilförmigen Glasscheibe erfolgen. Im Produktionsprozess kann eine deutliche Vereinfachung erzielt werden, indem es die vorliegenden Erfindung ermöglicht, auf keilförmige Glasscheiben mit standardisiertem Keilwinkel zurück zu greifen und die Feinabstimmung für das jeweilige Head-Up Display über die auch bei kleinen Keilwinkeln durch Verstrecken qualitativ hochwertig und einfach herstellbare Zwischenschicht durchzuführen. Dies führt zu einer sehr effizienten und vor Allem in der Qualität bezogen auf die individuellen Anforderungen des Head-Up Displays sehr guten Verbundsicherheitsglasscheibe.

Die Dicken der ersten Glasscheibe und der zweiten Glasscheibe können grundsätzlich im Rahmen der fachüblichen Werte frei gewählt werden. Für herkömmliche Windschutzscheiben sind Dicken der Einzelscheiben im Bereich 1 mm bis 5 mm, insbesondere 1 ,2 mm bis 3 mm üblich. Damit sind die erfindungsgemäßen Keilwinkel problemlos realisierbar. Vorteilhaft haben die Einzelscheiben jeweils eine Dicke, die maximal 5 mm, vorzugsweise maximal 3 mm beträgt. Standardscheibendicken sind beispielsweise 2,1 mm oder 1 ,6 mm. Bevorzugte Dicken für die erste Glasscheibe, die in einer Verwendung als Windschutzscheibe beispielsweise die Außenscheibe bilden kann, und für die zweite Glasscheibe, die in diesem Fall die Innenscheibe bildet, liegen im Bereich von 1 ,2 mm bis 2,6 mm, besonders bevorzugt von 1 ,4 mm bis 2,1 mm. Die Dicke der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe betragen in einer bevorzugten Ausgestaltung höchstens 2,6 mm, besonders bevorzugt höchstens 2,1 mm, weil dadurch vorteilhaft kleine Keilwinkel erforderlich sind.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist zumindest eine der Einzelscheiben der Verbundglasscheibe eine geringere Dicke auf. Neben der Gewichtsersparnis hat dies den Vorteil, dass zur Kompensation des durch Reflexion und/oder Brechung an den Oberflächen der Glasscheiben erzeugten Nebenbildes ein noch geringerer Keilwinkel erforderlich ist, weil die reflektierenden Oberflächen näher beieinander liegen. Dadurch sind Hauptbild und Nebenbild weniger stark zueinander verschoben, so dass sie mit einem geringeren Keilwinkel in Deckung gebracht werden können. Bevorzugt weist die zweite Glasscheibe eine Dicke von kleiner als 1 ,2 mm auf. Die erste Glasscheibe ist dabei bevorzugt dicker als die zweite Glasscheibe, wodurch trotz der geringeren Materialstärke eine ausreichende Stabilität der Verbundglasscheibe erreicht wird. Die Dicke der zweiten Glasscheibe beträgt besonders bevorzugt von 0,3 mm bis 1 , 1 mm, ganz besonders bevorzugt von 0,5 mm bis 0,9 mm und insbesondere von 0,6 mm bis 0,8 mm.

Die erste Glasscheibe kann eine Dicke im herkömmlichen Bereich für Verbundgläser aufweisen, insbesondere im Bereich von 2,1 mm bis 3,0 mm, beispielsweise 2,1 mm oder 2,6 mm. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist auch die erste Glasscheibe eine dünnere Scheibe und weist eine Dicke von kleiner als 2,1 mm auf. Dadurch treten die vorstehend genannten Vorteile verstärkt auf.

Die Dicke der ersten Glasscheibe beträgt bevorzugt von 1 ,2 mm bis 2,0 mm, besonders bevorzugt von 1 ,4 mm bis 1 ,8 mm, ganz besonders bevorzugt von 1 ,5 mm bis 1 ,7 mm. Mit diesen Dicken sind die Verbundgläser ausreichend stabil, um als Fahrzeugverglasung verwendet zu werden. Eine asymmetrische Kombination aus dickerer erster Glasscheibe und dünnerer zweiter Glasscheibe hat sich zur Steigerung von Steinschlagfestigkeit und Bruchfestigkeit bewährt. Die beiden Glasscheiben können nicht-vorgespannte Scheiben sein. Alternativ kann aber die dünne zweite Glasscheibe eine chemisch vorgespannte Scheibe sein. Beim chemischen Vorspannen wird durch lonenaustausch die chemische Zusammensetzung des Glases im Bereich der Oberfläche verändert. Insbesondere ist die dickere erste Glasscheibe eine nicht vorgespannte Scheibe und die dünnere zweite Glasscheibe eine chemisch vorgespannte Scheibe.

Die beiden Glasscheiben bestehen bevorzugt aus Glas, besonders bevorzugt aus Kalk- Natron-Glas, was sich für Fenstergläser bewährt hat. Die Scheiben können aber auch aus anderen Glassorten bestehen, beispielsweise Borosilikatglas oder Aluminosilikatglas. Die Scheiben können grundsätzlich alternativ aus Kunststoff gefertigt sein, insbesondere Polycarbonat oder PMMA. Die erste Glasscheibe enthält bevorzugt Kalk-Natron-Glas, die zweite Scheibe Kalk- Natron-Glas oder Aluminosilikatglas. Besonders bevorzugt besteht die erste Glasscheibe aus nicht- vorgespanntem Kalk-Natron-Glas und die zweite Glasscheibe entweder ebenfalls aus nichtvorgespanntem Kalk-Natron-Glas oder aus chemisch vorgespanntem Aluminosilikatglas. Aluminosilikat lässt sich effektiver chemisch Vorspannen als Kalk-Natron-Glas. Die beiden Scheiben und die thermoplastische Zwischenschicht können klar und farblos, aber auch getönt oder gefärbt sein. Die Gesamttransmission durch das Verbundglas beträgt in einer bevorzugten Ausgestaltung größer 70%, insbesondere wenn das Verbundglas eine Windschutzscheibe ist. Der Begriff Gesamttransmission bezieht sich auf das durch ECE-R 43, Anhang 3, § 9.1 festgelegte Verfahren zur Prüfung der Lichtdurchlässigkeit von Kraftfahrzeugscheiben.

Neben der vertikalen Krümmung zeichnet sich die Windschutzscheibe auch durch eine horizontale Krümmung aus. Diese hat jedoch einen untergeordneten Einfluss auf die Geisterbild-Problematik und ist daher nicht erfindungswesentlich. Sie kann fachüblich gewählt werden. Die Verbundsicherheitsglasscheibe kann prinzipiell auch plan sein (das heißt einen unendlichen vertikalen und horizontalen Krümmungsradius aufweisen), beispielsweise wenn sie als Scheibe für Busse, Züge oder Traktoren vorgesehen ist.

In einer Ausgestaltung der Erfindung sind beide Glasscheiben keilförmig ausgebildet. Hierdurch können kleinere Keilwinkel für die Scheiben vorgesehen werden, welche sich leichter in sehr guter Qualität hersteilen lassen als solche mit sehr großen Keilwinkeln. Zudem kann sich in der Wahrnehmung der Benutzer in dieser Ausgestaltung eine bessere Qualität des Head-Up Displays dadurch ergeben, dass aufgrund der Herstellung die beiden keilförmigen Gläser insbesondere als Floatgläser horizontale Floatlinien aufweisen können. Die Gleichrichtung der Floatlinien der beiden keilförmigen Glasscheiben kann bei Benutzern im Gegensatz zu der Kombination eines keilförmigen Floatglases mit horizontalen und eines nicht keilförmigen Glases mit standardmäßigen vertikalen Floatlinien eine bessere Qualitätswahrnehmung der Anzeige des Head-Up Displays auf der Verbundsicherheitsglasscheibe erzeugen. Versuchspersonen haben berichtet, dass sie in einem gewissen Umfang weniger Verzerrungen in dieser Ausgestaltung der Erfindung mit zwei keilförmigen Glasscheiben und einer durch Verstrecken hergestellten Zwischenschicht wahrgenommen haben als bei einer Kombination der Zwischenschicht mit einer keilförmigen und einer nicht keilförmigen Glasscheibe.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundsicherheitsglasscheibe ergibt sich der resultierende Keilwinkel der Verbundsicherheitsglasscheibe aus der Addition der Keilwinkel der beiden Glasscheiben und dem Keilwinkel der Zwischenschicht und liegt in einem Bereich zwischen 0,2 und 0,75 mrad, bevorzugt zwischen 0,3 und 0,7 mrad, und insbesondere zwischen 0,35 und 0,65 mrad.

Beispielsweise können die in der folgenden Tabelle grob zusammengefassten Kombinationen von Keilwinkelwerten in einer erfindungsgemäßen Verbundsicherheitsglasscheibe realisiert sein: In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäße Verbundsicherheitsglasscheibe hat die Zwischenschicht eine Breite von 0,25 m bis 4,0 m und eine Dicke von 100 pm bis 2000 pm.

Die Zwischenschicht weist bevorzugt eine Mindestdicke von 0,2 mm bis 2 mm auf, besonders bevorzugt von 0,3 mm bis 1 mm, ganz besonders bevorzugt von 0,5 mm bis 0,9 mm. Mit Mindestdicke wird die Dicke an der dünnsten Stelle der Zwischenschicht bezeichnet. Verbundgläser mit dünneren Zwischenschichten weisen häufig eine zu geringe Stabilität auf, um als Fahrzeugscheibe verwendet werden zu können. Thermoplastische Folien, insbesondere PVB-Folien werden in der Standarddicke 0,76 mm vertrieben. Aus diesen Folien lassen sich durch Recken vorteilhaft erfindungsgemäße Keilwinkel einbringen. Da die erfindungsgemäßen Keilwinkel sehr klein sind, wird die Folie lokal nicht so stark verdünnt, dass Probleme mit der Stabilität des Verbundglases auftreten.

Die Zwischenschicht ist aus einer flachen, transparenten Kunststofffolie durch Verstrecken hergestellt aus Kunststoffen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetal (EVA), Polyethylenterephthalat (PET), Polyurethan (PU), Polypropylen (PP), Polyacrylat, Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyvinylchlorid, Polyacetalharzen, Gießharzen, fluorierten Ethylen-Propylen-Compolymerisaten, Polyvinylfluorid, Ethylen- Tretrafluorethylen-Copolymerisaten sowie Copolymeren und Gemischen davon. Die Zwischenschicht ist in einer bevorzugten Ausgestaltung aus einer PVB-Folie ausgebildet.

Die Zwischenschicht kann durch eine einzelne Folie ausgebildet sein oder auch durch mehr als eine Folie. In letzterem Fall muss mindestens eine der Folien mit dem Keilwinkel ausgebildet sein. Die Zwischenschicht kann auch aus einer sogenannten akustischen Folie ausgebildet sein, welche eine geräuschdämpfende Wirkung hat. Solche Folien bestehen typischerweise aus mindestens drei Lagen, wobei die mittlere Lage eine höhere Plastizität oder Elastizität aufweist als die sie umgebenden äußeren Lagen, beispielsweise infolge eines höheren Anteils an Weichmachern. Die Verwendung einer solchen geräuschdämpfenden, mehrlagigen Folie dient bevorzugt der Verbesserung des akustischen Komforts. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die eine der beiden Glasscheiben mit geringer Dicke ausgebildet ist und infolgedessen Geräusche weniger gut abschirmen kann.

Gleichermaßen können auch die eine oder beide keilförmig ausgebildeten Glasscheiben in der Verbundsicherheitsglasscheibe der vorliegenden Erfindung einen gewissen größeren geräuschdämmenden Effekt aufweisen als nicht keilförmig ausgebildete Gläser, da die Zunahme ihrer Dicke durch die Keilform auch eine höhere Geräuschdämmung erreicht. Hierdurch steigt die Komfortempfindung der Benutzer. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Verlauf des Keilwinkels der Zwischenschicht gleichbleibend und der Keilwinkel liegt in einem Bereich zwischen 0,01 und 0,5 mrad, bevorzugt zwischen 0,05 und 0,35 mrad.

Diese vergleichsweise geringen Keilwinkel können durch Verstrecken einer flachen Folie besonders gut hergestellt werden. Die Herstellung gleichbleibender Keilwinkel ist mit weniger Aufwand verbunden als die Herstellung veränderlicher Keilwinkel. Mit kleinen Keilwinkeln der Zwischenschicht ist erfindungsgemäß eine sehr feine Abstimmung mit den oder dem Keilwinkel der Glasscheibe bzw. Glasscheiben möglich, die zum Einen das Entstehen von Geisterbildern minimiert und zum Anderen solches Auftreten wirksam zu einem klaren Anzeigebild kompensiert. Denn durch die erfindungsgemäße gezielte Auswahl der keilförmigen Zwischenschicht können auch solche keilförmigen Glasscheiben Verwendung finden, deren Keilwinkel noch nicht völlig ausreicht, um das Auftreten von Geisterbildern zu minimieren. Hierdurch kann eine erhebliche Einsparung in der Produktion von Verbundsicherheitsglasscheiben für Head-Up Displays erzielt werden, da die Glasscheiben und die keilförmigen Zwischenschichten in großen Stückzahlen vorgefertigt werden können und je nach Anforderung kombiniert werden können.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind beide Glasscheiben keilförmig und die durch Strecken hergestellte Zwischenschicht ist zusätzlich keilförmig derart ausgebildet, dass die resultierenden Verbundsicherheitsglasscheibe Geisterbilder eines Head-Up Displays unterdrückt.

Die Abstimmung der Keilwinkel der Komponenten der Verbundsicherheitsglasscheibe kann durch Versuche in Abhängigkeit von dem verwendeten Head-Up Display und dessen Position erfolgen und ist dem Fachmann allgemein bekannt. Mit der Verwendung der durch Strecken hergestellten keilförmigen Zwischenschicht und dem Vorsehen einer Keilform für jede der drei Komponenten kann ein sehr genaues Feintuning ermöglicht werden, dass eine wirksame Unterdrückung von Geisterbildern bei gleichzeitig einfacher und kostengünstiger Herstellung erzielt. Die Erfindung umfasst zudem ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbundsicherheitsglasscheibe, umfassend folgende Schritte:

Erhalten einer ersten Glasscheibe und einer zweiten Glasscheibe, wobei die erste und/oder die zweite Glasscheibe keilförmig ausgestaltet ist, Bereitstellen einer flachen Folie aus einem thermoplastischen Polymer und Verstrecken der Folie derart, dass zumindest abschnittsweise ein keilförmiger Querschnitt erzeugt wird, hierdurch Erzeugen einer Zwischenschicht,

- Auflegen der Zwischenschicht auf die erste Glasscheibe , wobei die thermoplastische Zwischenschicht zumindest abschnittsweise die durch Verstrecken hergestellte und, insbesondere zur Vermeidung von durch Reflexion und/oder Brechung an den Oberflächen der Glasscheiben erzeugten Nebenbildern bei einem Head-Up Display, mit dem Keilwinkel der zumindest einen keilförmigen Glasscheibe abgestimmte Keilform aufweist,

- Auflegen der zweiten Glasscheibe auf die thermoplastische Zwischenschicht, und

Verbinden der thermoplastischen Zwischenschicht mit der ersten und der zweiten Glasscheibe zu einer Verbundsicherheitsglasscheibe.

Somit kann in bewährter Weise eine Verbundsicherheitsglasscheibe hergestellt werden, indem die durch Verstrecken zumindest abschnittsweise keilförmig ausgebildete Zwischenschicht mit der ersten und der zweiten Glasscheibe verbunden wird. Aufgrund der jeweils erfindungsgemäß für die Glasscheiben und vor Allem für die Zwischenschicht möglichen geringen Keilwinkel ist es möglich, das Fügeverfahren mit den bewährten Anlagen durchzuführen, da beispielsweise die Haltevorrichtungen nicht speziell angepasst werden müssen.

Ein wichtiger Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass in Abhängigkeit des Head-Up Displays jeweils verschiedene Keilwinkel der Verbundsicherheitsglasscheibe eingestellt werden müssen. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, diese jeweilige Anpassung schnell und effizient in der Herstellung umzusetzen. Beispielsweise kann auf eine oder mehrere Glasscheiben mit standardisierten Keilwinkeln (wie zum Beispiel 0, 1 mrad, 0,2 mrad, 0,3 mrad, 0,4 mrad, 0,5 mrad, 0,6 mrad, 0,7 mrad etc. ) zurückgegriffen werden und die Anpassung des benötigten Keilwinkels der Scheibe insgesamt an das jeweilige Head-Up Display kann über das Verstrecken der Folie bzw. Folien der Zwischenschicht erfolgen. Auf diese Weise kann ein modulares Prinzip aufgebaut werden, das dennoch die nötige Flexibilität der Anpassung an viele verschiedene Display-Anforderungen aufweist. Hierbei ist vorteilhafterweise auch möglich, sowohl das Ausmaß des Keilwinkels als auch seine Position bzw. seine Änderung in einem bestimmten Abschnitt der Scheibe durch das Verstrecken der Folie bzw. der Folien anzupassen.

Auch ist es prinzipiell möglich, zunächst nur eine erste Glasscheibe mit der thermoplastischen Zwischenschicht nach Auflage zu verbinden und anschließend erst die zweite Glasscheibe aufzulegen und mit der auf die erste Glasscheibe vorverbundenen thermoplastischen Zwischenschicht zu verbinden.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Keilwinkel der Zwischenschicht vor dem Verbinden mit den beiden Glasscheiben kleiner als in dem resultierenden Verbund und ein diesbezüglicher Korrekturfaktor ist bei der Herstellung der keilförmigen Zwischenschicht durch Verstrecken berücksichtigt.

Bei einigen Verfahren zum Fügen und Verbinden der Glasscheiben und der Zwischenschicht kann es Vorkommen, dass durch ein Anpressen der letzten Glasscheibe oder durch ein Verpressen des Verbunds der Keilwinkel der Zwischenschicht verändert wird. Im Allgemeinen tritt eine Vergrößerung des Keilwinkels auf. Dies kann erfindungsgemäß bereits durch die Wahl des Keilwinkels der Zwischenschicht berücksichtigt werden, und zwar beispielsweise derart, dass ein Korrekturwert für die beim Verbinden der Komponenten zu einem Verbundglas auftretenden Änderungen des Keilwinkels von dem zu erzielenden Wert abgezogen wird. Alternativ kann ein Korrekturwert auch bei einer auftretenden Verkleinerung des ursprünglichen Keilwerts der Zwischenschicht derart berücksichtigt werden, dass er zu dem Zielkeilwert für die Zwischenschicht addiert wird. In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist die Zwischenschicht aus einer keilförmigen Folie durch Verstrecken derart hergestellt, dass der Keilwinkel der Folie nach dem Verstrecken größer ist als er vor dem Verstrecken war. In diesem Fall wird als Ausgangsmaterial der Zwischenschicht nicht eine flache Folie verwendet sondern eine bereits keilförmige. Diese keilförmige Folie wird durch Verstrecken derart bearbeitet, dass sie einen größeren Keilwinkel aufweist als vor dem Verstrecken. Hierdurch kann die Herstellung der Verbundsicherheitsglasscheibe variabler gestaltet werden.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Verbinden der thermoplastischen Zwischenschicht mit der ersten und der zweiten Glasscheibe im Autoklaven und unter Wärme- und Druckeinwirkung.

Natürlich ist die durch Verstrecken hergestellte thermoplastische Zwischenschicht nicht nur in einem Autoklaven- Prozess verwendbar, sondern kann z.B. auch mit einem Vakuum-Thermo-Offen-Prozess oder dergleichen autoklavenfreien Prozessen wie in einem Prozess mit Vorverbund verwendet werden.

Die Erfindung umfass weiterhin die Verwendung einer Verbundsicherheitsglasscheibe als Fahrzeugscheibe, insbesondere als Windschutzscheibe, als Gebäudeverglasung, als Informationsdisplays, oder als Werbedisplays. Als Fahrzeuge werden nicht nur Automobile sondern auch andere land- und wassergebundenen Fahrzeuge wie Züge, Landmaschinen, Arbeitsmaschinen, Lastkraftwagen sowie alle Arten von Booten und Schiffen verstanden.

Die erfindungsgemäße Verbundsicherheitsglasscheibe kann für mindestens eine der vorgenannten Verwendungen eine funktionelle Beschichtung aufweisen, beispielweise eine IR-reflektierende oder absorbierende Beschichtung, eine UV- reflektierende oder absorbierende Beschichtung, eine farbgebende Beschichtung, eine Beschichtung niedriger Emissivität, eine heizbare Beschichtung, eine Beschichtung mit Antennenfunktion, eine splitterbindende Beschichtung oder eine Beschichtung zur Abschirmung von elektromagnetischer Strahlung. Die funktionelle Beschichtung kann auf einer Oberfläche der ersten Glasscheibe oder der zweiten Glasscheibe angeordnet sein, oder auch auf einer Einlagefolie in der Zwischenschicht, die beispielsweise aus Polyethylenterephthalat (PET) besteht. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend näher erläuterten Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen und Konfigurationen sondern auch in anderen Kombinationen und Konfigurationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden in exemplarischer Weise mit Bezug auf die angehängten Zeichnungen beschrieben, in denen zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Scheibe einer Ausgestaltung der Erfindung in einer Querschnittsansicht, und

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Scheibe einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung in einer Querschnittsansicht.

Die Figuren dienen der prinzipiellen Illustration und sind in ihrer schematischen Darstellung nicht maßstabsgetreu oder proportional richtig widergegeben.

In Figur 1 ist ein schematischer Querschnitt einer erfindungsgemäßen Verbundsicherheitsglasscheibe 1 gezeigt. Die Verbundsicherheitsglasscheibe 1 umfasst eine erste Scheibe 21 und eine zweite Scheibe 22, die beide beispielsweise aus Floatglas hergestellt sind. Die Einzelscheiben 21 und 22, weisen jeweils einen keilförmigen Verlauf mit gleichbleibendem Keilwinkel auf von zum Beispiel 0,1 mrad, 0,2 mrad, 0,3 mrad, 0,4 mrad, 0,5 mrad, 0,6 mrad oder 0,7 mrad. Auch beliebige Keilwinkelwerte zwischen den vorstehend genannten können selbstverständlich vorgesehen werden. Der keilförmige Verlauf der Dicken der Einzelscheiben 21 und 22 ist derart ausgerichtet, dass die Dicken jeweils ausgehend vom in Montageausrichtung unteren Rand der Scheibe 21 , 22 zum oberen Rand der Scheibe 21 , 22 gleichbleibend zunimmt. Zwischen den beiden Scheiben 21 und 22 ist eine Zwischenschicht 3 aus einem thermoplastischen Polymer angeordnet, welche die beiden Scheiben zumindest abschnittsweise verbindet. Die Zwischenschicht 3 ist erfindungsgemäß aus einer flachen Folie durch Verstrecken so hergestellt, dass sie einen keilförmigen Querschnitt aufweist. Mit anderen Worten wurde durch Verstrecken einer flachen Folie eine Dickenänderung in der Zwischenschicht erzeugt, bevor sie mit den beiden Glasscheiben 21 und 22 zusammengefügt wurde. Im gezeigten Beispiel verläuft die Dickenänderung der Zwischenschicht 3 ebenso wie die Dickenänderung der Glasscheiben konstant und in Einbausituation der Scheibe vom unteren Rand größer werdend zum oberen Rand der Verbundsicherheitsglasscheibe. Typische Keilwinkel für die Zwischenschicht alleine sind in einem Bereich zwischen 0,01 und 0,5 mrad, bevorzugt zwischen 0,05 und 0,35 mrad angesiedelt. Sie werden in Abstimmung mit den Keilwinkeln der Glasscheiben 21 und 22 derart ausgewählt, dass das Auftreten von Geisterbildern bei der Projektion eines Head- Up Displays vermindert oder ganz vermieden wird.

Die Zwischenschicht 3 weist bevorzugt eine Mindestdicke von 0,2 mm bis 2 mm auf, besonders bevorzugt von 0,3 mm bis 1 mm, ganz besonders bevorzugt von 0,5 mm bis 0,9 mm. Mit Mindestdicke wird die Dicke an der dünnsten Stelle der Zwischenschicht bezeichnet. Verbundgläser mit dünneren Zwischenschichten weisen häufig eine zu geringe Stabilität auf, um als Fahrzeugscheibe verwendet werden zu können. Thermoplastische Folien, insbesondere PVB-Folien werden in der Standarddicke 0,76 mm vertrieben. Aus diesen Folien lassen sich durch Recken vorteilhaft erfindungsgemäße Keilwinkel einbringen. Da die erfindungsgemäßen Keilwinkel sehr klein sind, wird die Folie lokal nicht so stark verdünnt, dass Probleme mit der Stabilität des Verbundglases auftreten.

Die Zwischenschicht ist aus einer flachen, transparenten Kunststofffolie durch Verstrecken hergestellt aus Kunststoffen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetal (EVA), Polyethylenterephthalat (PET), Polyurethan (PU), Polypropylen (PP), Polyacrylat, Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyvinylchlorid, Polyacetalharzen, Gießharzen, fluorierten Ethylen-Propylen-Compolymerisaten, Polyvinylfluorid, Ethylen- Tretrafluorethylen-Copolymerisaten sowie Copolymeren und Gemischen davon. Die Zwischenschicht ist in einer bevorzugten Ausgestaltung aus einer PVB-Folie ausgebildet.

Die Zwischenschicht kann durch eine einzelne Folie ausgebildet sein oder auch durch mehr als eine Folie. In letzterem Fall muss mindestens eine der Folien mit dem Keilwinkel ausgebildet sein.

In Figur 2 ist eine erfindungsgemäße Verbundglasscheibe 1 in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung schematisch in einer Querschnittsansicht gezeigt. Wie in Figur 1 umfasst die Verbundsicherheitsglasscheibe 1 eine erste Scheibe 21 und eine zweite Scheibe 22, die beide beispielsweise aus Floatglas hergestellt sind. Die Scheiben 21 und 22 sind mit einer Zwischenschicht 3 miteinander zumindest abschnittsweise verbunden. Die Zwischenschicht 3 ist erfindungsgemäß aus einer flachen Folie durch Verstrecken so hergestellt, dass sie einen keilförmigen Querschnitt aufweist. Mit anderen Worten wurde durch Verstrecken einer flachen Folie eine Dickenänderung in der Zwischenschicht erzeugt, bevor sie mit den beiden Glasscheiben 21 und 22 zusammengefügt wurde. Im gezeigten Beispiel verläuft die Dickenänderung der Zwischenschicht 3 konstant und in Einbausituation der Scheibe vom unteren Rand größer werdend zum oberen Rand der Verbundsicherheitsglasscheibe 1. Der durch Verstrecken hergestellte Keilwinkel der Zwischenschicht ist erfindungsgemäß mit der oder den Keilwinkeln der Glasscheibe(n) derart abgestimmt, dass das Entstehen von durch Reflexion und/oder Brechung an den Oberflächen der Glasscheiben 21 , 22 erzeugten Nebenbildern bei Head-Up Displays wirksam vermieden wird. Typische Keilwinkel für die Zwischenschicht alleine sind in einem Bereich zwischen 0,01 und 0,5 mrad, bevorzugt zwischen 0,05 und 0,35 mrad angesiedelt. Im Unterschied zu der in Figur 1 gezeigten Ausgestaltung weist nur die zweite Scheibe 22 einen keilförmigen Verlauf auf, während die erste Glasscheibe 21 in dieser Ausgestaltung eine konstante Dicke, d.h. keinen Keilwinkel, aufweist. Der keilförmige Verlauf der zweiten Glasscheibe hat einen gleichbleibenden Keilwinkel von zum Beispiel 0,1 mrad, 0,2 mrad, 0,3 mrad, 0,4 mrad, 0,5 mrad, 0,6 mrad oder 0,7 mrad. Der Keilwinkel der Zwischenschicht 3 wird in Abstimmung mit dem Keilwinkel der Glasscheibe 22 derart ausgewählt, dass das Auftreten von durch Reflexion und/oder Brechung an den Oberflächen der Glasscheiben 21 , 22 erzeugten Nebenbildern bei der Projektion eines Head-Up Displays auf die erfindungsgemäße Verbundsicherheitsglasscheibe 1 stark vermindert oder ganz vermieden wird.

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Bezugszeichenliste

1 Verbundsicherheitsglasscheibe

21 erste Glasscheibe 22 zweite Glasscheibe

3 Zwischenschicht