HERSTELLUNG UND DEREN VERWENDUNG

Die Erfindung betrifft eine Abdichtungs-Anordnung für Fahrzeugscheiben und ein Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.

Aus der EP 1 280 675 B1 ist eine Abdichtungs-Anordnung für Fahrzeugscheiben für den unteren Bereich einer Kraftfahrzeug-Windschutzscheibe bekannt, die über eine Halteschiene mit einer Wasserkasten-Abdeckung abdichtend verrastet ist und dass die Halteschiene eine Dichtung aufweist, die zwischen der Scheiben-Unterkante und dem oberen Rand der Wasserkasten-Abdeckung angeordnet ist und mit deren Außenflächen im wesentlichen bündig abschließt. Diese Anordnung besitzt allerdings den Nachteil, dass zum funktionsgemäßen Einrasten und zur funktionsgemäßen Abdichtung sehr geringe Fertigungstoleranzen erlaubt sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unter Überwindung der Nachteile des Standes der Technik mit möglichst einfachen und wirtschaftlichen Mitteln eine verbesserte Abdichtungs-Anordnung für Fahrzeugscheiben bereitzustellen, wobei zum funktionsgemäßen Einrasten und zur funktionsgemäßem Abdichtung größere Fertigungstoleranzen ermöglicht werden.

Die Aufgaben der Erfindung werden durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1 , 16 und 20 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gegeben.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Abdichtungs-Anordnung für Fahrzeugscheiben gelöst, die eine Halteschiene, eine Scheibe und eine Abdeckung verbunden über eine Verbindungsstelle mit einer Rastschiene enthält, wobei die Halteschiene einen Rastkanal enthält, der mit einem Federschenkel und einem Stützkörper gebildet wird, die Abdeckung mit der Rastschiene im Rastkanal eingerastet ist und ein Federelement zwischen einer Anlagefläche der Abdeckung und dem Stützkörper ist. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Federelement fest mit dem Stützkörper der Halteschiene verbunden. Besonders bevorzugt ist es auf den Stützkörper aufgeklebt, anextrudiert und / oder als vorgefertigtes Dichtprofil in eine entsprechende Nut eingebracht.

Das Federelement kann bevorzugt aus Vollmaterial oder als Hohlkammerprofil ausgeführt sein. Das Federelement kann jegliche Formen aufweisen, die eine erfindungsgemäße abdichtende und federnde Wirkung in der Abdichtungs-Anordnung erzielen. Das Federelement kann bevorzugt im Profilquerschnitt rund, oval, rechteckig oder U-förmig sein. Aufgrund der elastischen Deformation des Federelementes wird der zur Federwirkung und Abdichtung nötige Druck zwischen der Anlagefläche der Abdeckung und dem Stützkörper der Haltschiene ausgeübt. Zur Auslegung der Federcharakteristik sind insbesondere das Material, die Form, die Wandstärke bei Hohlkammerprofilen sowie das Volumen des Federelementes aufeinander abgestimmt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Halteschiene über eine Klebeverbindung mit der Scheibe verbunden. Die Klebeverbindung wird bevorzugt als Klebefilm oder Klebe-Raupe auf der Halteschiene aufgebracht. Übliche Dicken der Klebefilme sind 0,3 mm bis 2 mm.

In einer bevorzugten Ausgestaltung enthält das Federelement Elastomere, thermoplastische Elastomere und bevorzugt Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk, Polybutadien-Kautschuk, Nitrilkautschuk, Chloropren-Kautschuk, Fluorkautschuk, Silikonkautschuk, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Acrylnitril-Butadien-Styrol, Copolymere und / oder Gemische davon. Die Elastomere sind für das Federelement bevorzugt geeignet.

Die Abdichtungs-Anordnung dichtet die Fahrzeughülle vornehmlich gegen Feuchtigkeit wie Wasserdampf, Regen und Schnee sowie jegliche Arten von Verunreinigungen aus der Umgebung ab. In der Wirkung kann die Anordnung aber auch auf die Form, die Reduzierung von Windgeräuschen sowie die Vibrationsausbreitung der Fahrzeughülle Einfluss haben.

Die Positionierung des Anschlags im Rastkanal wird durch die Form von Rastkanal und Rastschiene sowie deren Anordnung mit der Scheibe bestimmt. Die Rastschiene kann mindestens teilweise einen vorstehenden Bereich enthalten, der die Verrastung mit bewirkt. Verrastung bedeutet hier die dauerhafte und nur unter hohem Kraftaufwand wieder lösbare Verbindung von mindestens zwei Teilen durch deren Formen und Ausdehnung sowie deren elastische Materialeigenschaften. Zur genauen Positionierung der Rastschiene und des Rastkanals zueinander ist ein Positionierungsanschlag definiert im Rastkanal ausgestaltet. Der Positionsanschlag ist bevorzugt ein Bereich des Stützkörpers und / oder des Federschenkels und besonders bevorzugt eine Aufkantung am Stützkörper und / oder am Federschenkel. Der Positionierungsanschlag des Rastkanals und der vorstehende Bereich der Rastschiene können beliebig im Rastkanal orientiert sein.

Der Positionierungsanschlag ist bevorzugt an der zur Scheibe orientierten Seite des Rastkanals am Stützkörper angebracht und der vorstehende Bereich der Rastschiene ist bevorzugt zur Scheibe hin ausgerichtet. Der Positionierungsanschlag kann aber auch an der von der Scheibe abgewandten Seite des Rastkanals am Federschenkel angebracht sein und der vorstehende Bereich der Rastschiene von der Scheibe weg ausgerichtet sein.

Vorteilhaft ist es auch, dass die Rastschiene auslenkbar mit der Abdeckung verbunden ist. Auslenkbar bedeutet hierbei, dass sich die Rastschiene an der Verbindungsstelle zur Abdeckung beispielsweise im Rastvorgang verbiegen lässt, ohne von der Halteschiene abzubrechen oder sich dauerhaft zu verformen.

Die Rastschiene enthält bevorzugt Polypropylen, Polyvinylchlorid, Acrylnitril-Butadien-Styrol, Copolymere und / oder Gemische. Die Rastschiene weist zur Einstellung der Auslenkeigenschaften bevorzugt eine Profilstärke von 0,2 mm bis 1 mm an der Verbindung zur Abdeckung auf.

Bevorzugt beträgt der Abstand D zwischen der Kante der Scheibe im unteren Bereich und der Hinterkante der Abdeckung 0,05 mm bis 5 mm und bevorzugt 0,1 mm bis 2 mm. Der Abstand wirkt dabei in der Fahrzeughülle als optisch nicht oder kaum sichtbare Fuge oder aber als gewollte Fuge, die zu Form-Zwecken sichtbar ist.

Ebenso bevorzugt ist eine runde, keilförmige oder rechtwinkelige Ausgestaltung der Hinterkante der Abdeckung. Diese Ausgestaltungen erlauben insbesondere, die Notwendigkeit einer kaum sichtbaren Fuge mit einer ausreichenden Fertigungstoleranz bei der Montage der Abdichtungs-Anordnung zu kombinieren. Vorteilhaft ist auch, dass der Positionierungsanschlag im Rastkanal abgerundet ist. Der Positionierungsanschlag ist bevorzugt derart abgerundet, dass er zusammen mit dem vorstehenden Bereich der Rastschiene ein Drehgelenk bildet. Durch die gelenkartige Annordung des Positionierungsanschlags und der Rastschiene kann die Rastschiene auch unter schrägen Winkeln in den Rastkanal eingebracht und unter Beibehaltung der vorbestimmten Position verrastet werden.

In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der vorstehende Bereich der Rastschiene segmentweise nicht ausgebildet. Die Segmente mit nicht ausgebildetem vorstehendem Bereich können eine Länge von 2 mm bis zu 50 mm, bevorzugt von 15 mm bis 30 mm haben. Bei der Montage der Abdeckung biegt der vorstehende Bereich der Rastschiene einen Federschenkel der Haltschiene auf. Mit der oben genannten Segmentierung wird bei dem Montagevorgang erreicht, dass immer ein Segment mit vorstehendem Bereich bereits verrastet ist bevor das nächste Segment mit vorstehendem Bereich beginnt den Federschenkel aufzubiegen. Die Verrastung eines Segments mit vorstehendem Bereich erfolgt jeweils mit einem akustischen Knacken, das eine wirksame Kontrolle für einen erfolgten Rastvorgang darstellt.

In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind Teilabschnitte der Rastschiene ausgespart. Die Aussparungen können schlitzartig mit einer Breite von 0,1 mm bis 2 mm ausgeführt sein. Die Aussparungen und die Segmente der Rastschiene können aber auch eine Länge von 2 mm bis zu 50 mm haben. Ein Vorteil einer segmentierten Rastschiene liegt in der verbesserten Biegsamkeit der Rastschiene während des Montagevorgangs.

Die Aufgabe der Erfindung wird weiter durch ein Verfahren zur Herstellung einer Abdichtungs-Anordnung gelöst, wobei eine Halteschiene über eine Klebeverbindung mit einer Scheibe dauerhaft verbunden wird, eine Abdeckung mit einer Rastschiene in einen Rastkanal über einen Positionierungsanschlag hinaus unter Anspannung eines Federelementes zwischen einem Stützkörper und einer Anlagefläche der Abdeckung eingedrückt wird, die Abdeckung unter teilweiser Entspannung des Federelements sich bis zum Anschlag der Rastschiene am Positionierungsanschlag zurückbewegt und damit eine definierte Position zur Scheibe einnimmt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Halteschiene mit einem Montage-Keder oder einem ortsfestem Führungselement zur Scheibe positioniert. Ein ortsfestes Führungselement bedeutet hier, dass ein Montagehilfsmittel für die Halteschiene eine ortsfeste Lage relativ zur Lage der Scheibe aufweist.

Das Montagehilfsmittel ermöglicht die genaue Positionierung der Halteschiene zur Scheibe vor dem Verkleben der Teile. Ein Montage-Keder bedeutet ebenfalls ein Montagehilfsmittel vor dem Verkleben der Teile. Der Montage-Keder ist ein in den Rastkanal eingebrachter und wieder entfernbarer Abstandshalter zur Scheibenkante.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird insbesondere die in Teilbereichen ausgesparte Rastschiene der Abdeckung unter leichtem Verbiegen in Segmenten in den Rastkanal eingerastet. Mit dem Verbiegen und Einrasten einer segmentierten Rastschiene wird ein deutlich wahrnehmbares akustisches Knacken erzeugt. Das akustische Knacken signalisiert das Einrasten und ist im Rahmen einer Qualitätskontrolle der Verrastung sehr hilfreich.

Besonders bevorzugt wird das Verfahren zum Einbau einer Abdichtungsanordnung im unteren Bereich einer Kraftfahrzeug-Windschutzscheibe eingesetzt.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Unteransprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht eines Querschnitts einer Abdichtungsanordnung für

Fahrzeugscheiben gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 2 eine Ansicht eines Querschnitts einer Abdichtungsanordnung für

Fahrzeugscheiben gemäß der Erfindung, dargestellt in Fig. 7,

Fig. 3 eine Ansicht eines Querschnitts einer Abdichtungsanordnung für

Fahrzeugscheiben gemäß der Erfindung, dargestellt in Fig. 7,

Fig. 4 eine Ansicht eines Querschnitts einer Abdichtungsanordnung für

Fahrzeugscheiben gemäß der Erfindung,

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäße Verfahrens zur Herstellung einer Abdichtungs-Anordnung für Fahrzeugscheiben im Flussdiagramm, Fig. 6 räumliche Darstellungen von Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Abdeckung,

Fig. 7 eine Draufsicht auf eine Abdichtungsanordnung für eine Kraftfahrzeug- Windschutzscheibe gemäß der Erfindung und

Fig. 8 eine räumliche Darstellung einer Abdichtungsanordnung für Fahrzeugscheiben gemäß der Erfindung, dargestellt in Fig. 7.

Fig.1 zeigt ein Vergleichsbeispiel einer Abdichtungs-Anordnung für Fahrzeugscheiben nach dem Stand der Technik. Eine Kraftfahrzeug-Windschutzscheibe (10) wurde am unteren Rand (12) mit einer Dichtung (30) in kraft- und formschlüssigen Kontakt gebracht. Die Dichtung (30) wurde aus einem Vollmaterial ausgebildet, dessen Unterseite am Anlagebereich der Oberkante (18) einer Wasserkasten-Abdeckung (14) dicht anlag. In Figur 1 ist erkennbar, dass die Außenfläche der Scheibe (10) mit dem Außenbereich der Dichtung (30) und der Außenfläche der Wasserkasten-Abdeckung (14) im Wesentlichen bündig abschloß und fluchtete. Die Halteschiene (20) enthielt im mittleren Bereich einen Stützkörper (21). An der Rückseite der Scheibe (10) war die Halteschiene (20) mit einer Kleberaupe (36) befestigt, die ihrerseits innen an der Karosserie flächig anlag. Unter Formschluss war am Positionierungsanschlag (15) eine Rastschiene (16) in einem Rastkanal (27) verrastet und damit mit der Abdeckung (14), Halteschiene (20) und Scheibe

(10) verbunden. Aufgrund des kraft- und formschlüssigem Kontakts der Dichtung (30) mit der Abdeckung (14) und der Scheibe (10) sowie dem formschlüssigen Verrasten in einem Rastkanal (27) waren hohe Anforderungen an die Fertigungstoleranzen sowie Montage notwendig, um eine abdichtende und dauerhaft verbundene Abdichtungsanordnung für Fahrzeugscheiben zu erzielen.

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Abdichtungs-Anordnung für Fahrzeugscheiben im Querschnitt, dargestellt in Fig. 7. Eine Kraftfahrzeug-Windschutzscheibe (10) war am unteren Rand (12) über eine Halteschiene (20) mit einer Wasserkasten-Abdeckung (14) verbunden. Die Wasserkasten-Abdeckung (14) enthielt eine Rastschiene (16) mit einem von der Scheibe (10) weg ausgerichteten vorstehenden Bereich (23) der Rastschiene (16) und eine auf der Innenseite der Wasserkasten-Abdeckung (14) liegende Anlagefläche (19). Die zum Rand des unteren Bereichs (12) der Windschutzscheibe (10) ausgerichtete Hinterkante

(11) der Wasserkasten-Abdeckung (14) war gerundet. Die Kante im unteren Bereich (12) der Windschutzscheibe (10) und die Hinterkante (11 ) der Wasserkasten-Abdeckung (14) wurden mit einem mittleren Abstand (D) von 0,3 mm und in der Flucht der Oberflächen bündig angeordnet. Zwischen der Hinterkante (11 ) der Abdeckung (14) und der Kante am unteren Rand (12) der Windschutzscheibe (10) befand sich ein freier Spalt ohne Dichtmaterial. Die Profilstärke im Verbindungsbereich (22) zwischen Rastschiene (16) und Wasserkasten-Abdeckung (14) betrug 0,5 mm. Eine Halteschiene (20) bildete mit einem Federschenkel (25) und einem Stützkörper (21) einen Rastkanal (27). Die Halteschiene (20) enthielt beispielsweise Polypropylen. Die Halteschiene (20) war mittels einer 0,8 mm dicken Klebeverbindung (36) mit Polyacrylat mit der Innenseite der Unterkante (12) der Windschutzscheibe (10) verbunden. Der Stützkörper (21) war zur Unterkante (12) der Windschutzscheibe (10) ausgerichtet. Der Federschenkel (25) enthielt einen Positionierungsanschlag (15) für die Rastschiene (16) und bildete die der Scheibe (10) abgewandte Seite des Rastkanals (27). Der Rastkanal (27) war zur Abdeckung (14) hin geöffnet und mit der nach innen zeigenden Rastschiene (16) der Abdeckung (14) verrastet. Der Rastkanal (27) war 3 mm tief ausgeführt. Bei der Montage der Abdeckung (14) wurde das Federelement (13) zwischen Stützkörper (21) und Anlagefläche (19) der Abdeckung (14) komprimiert. Das komprimierte Federelement (13) drückte dauerhaft auf die Anlagefläche (19) der Abdeckung (14). Dadurch wurde der vorstehende Bereich (23) der Rastschiene (16) gegen den Positionierungsanschlag (15) gezogen. Durch die Zugbelastung des vorstehenden Bereichs (23) der Rastschiene (16) gegen den Positionierungsanschlag (15) wurde eine sichere Positionierung der Abdeckung (14) in der Halteschiene (20) erreicht. Die sichere Positionierung war gewährleistet, ohne dass der Federschenkel (25) den vorstehenden Bereich (23) der Rastschiene (16) formschlüssig umschließt. Das Federelement (13) bestand aus Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk. Durch den großen Federweg des Federelements (13) war es möglich, auch bei großen Toleranzen von Rastschiene (16) und Halteschiene (20) eine sichere Verrastung bei der Montage zu erreichen.

Der Positionierungsanschlag (15) war als Aufkantung am Federschenkel (25) ausgeführt. Der Rastkanal (27) wurde von der Rastschiene (16) nur zu etwa 50% in seiner Tiefe ausgefüllt. Der Positionierungsanschlag (15) hielt die Rastschiene (16) unter Druck des Federelements (13) und des Federschenkels (25) dauerhaft in einer definierten Verrastungs- Position des Rastkanals (27). Aufgrund der definierten Position der Rastschiene (16) in dem Rastkanal (27) war eine präzise Abdichtungs-Anordnung aus Wasserkasten-Abdeckung (14), Windschutzscheibe (10) und Halteschiene (20) hergestellt. Durch die abdichtende Wirkung des Federelementes (13) an der Anlagefläche (19) war eine ausreichende Wasserabdichtung zwischen Windschutzscheibe (10) und Wasserkastenabdeckung (14) hergestellt. Gegenüber dem Stand der Technik wurde trotz des Abstandes (D) zwischen Windschutzscheibe (10) und Wasserkasten-Abdeckung (14) eine Abdichtungs-Anordnung und genaue Positionierung der Windschutzscheibe (10) und der Wasserkasten-Abdeckung (14) erzielt. Die hohen Anforderungen an die Fertigungstoleranzen und Montage konnten wesentlich besser erfüllt werden.

Figur 3 und Figur 8 zeigen eine alternative erfindungsgemäße Ausgestaltung der Abdichtungsanordnung. Gegenüber dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 war der Positionierungsanschlag (15) auf der der Windschutzscheibe (10) zugewandten Seite des Rastkanals (27) angeordnet. Der vorstehende Bereich (23) der Rastschiene (16) war entsprechend in Richtung der Scheibe (10) ausgerichtet. Der Positionierungsanschlag (15) hielt die Rastschiene (16) unter Druck des Federelements (13) und des Federschenkels (25) dauerhaft in einer definierten Verrastungs-Position des Rastkanals (27). Der Positionierungsanschlag (15) war als Aufkantung am Stützkörper (21) ausgeführt. Der Positionierungsanschlag (15) und der vorstehende Bereich (23) der Rastschiene (16) waren verrundet ausgeführt, sodass unabhängig von der mehrdimensionalen Krümmung der Windschutzscheibe eine präzise Abdichtungs-Anordnung erzielt wurde. Die hohen Anforderungen an die Fertigungstoleranzen und Montage konnten wesentlich besser erfüllt werden.

Figur 4 zeigt eine weitere alternative Ausgestaltung der Abdichtungsanordnung. Gegenüber den Ausführungsbeispielen der Figur 2 und Figur 3 war das Federelement (13) als Hohlkammerprofil mit einer Wandstärke von 0,1 mm bis 2 mm ausgestaltet. Der Federschenkel (25) und der Stützkörper (21) enthielten eine Versteifungs-Einlage (26) aus Aluminium. Zusätzlich hatte das Federelement (13) unterhalb der Abdeckung (14) eine Abdichtungserweiterung (31) mit Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk zum Glas. Im verrasteten Zustand drückte das Federelement die Abdichtung (31) unterhalb der Abdeckung (14) gegen das Glas. Zwischen der Hinterkante (11) der Abdeckung (14) und der Kante am unteren Rand (12) der Windschutzscheibe (10) befand sich weiterhin ein freier Spalt ohne Dichtmaterial. Durch die verbesserten Federeigenschaften und Steifigkeit der Halteschiene (20) konnte eine verbesserte Rastwirkung, Positionierung der Abdichtungsanordnung und Abdichtung der Anlagefläche (19) erzielt werden. Durch die zusätzliche Abdichtungserweiterung (31) konnte die Abdichtung der Abdichtungs-Anordnung ebenfalls weiter verbessert werden. Die hohen Anforderungen an die Fertigungstoleranzen und Montage konnten wesentlich besser erfüllt werden. Figur 5 erklärt ausführlich die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte zur Herstellung einer Abdichtungsanordnung von Fahrzeugscheiben.

Figur 6 zeigt Ausgestaltungen der Abdeckung (14). Figur 6a zeigt die Abdeckung (14) mit einer durchlaufenden Rastschiene (16). Figur 6b zeigt eine vorteilhafte Abdeckung (14) mit Rastschienen (16), in die schlitzförmig Aussparungen (33) eingebracht wurden. Auch war hingegen jedes zweite resultierende Segment von der Rastschiene (16) ohne vorstehenden Bereich (23) und damit ohne Rastfunktion ausgeführt. In der Abdeckung (14) nach Figur 6c war jedes zweite Segment der Rastschiene (16) komplett ausgespart. Im Montagevorgang der Rastschiene (16) nach Figur 6a in den Rastkanal (27) wurde kaum akustisches Knacken vernommen. Im Gegensatz dazu wurde während der Verrastung mit der vorteilhaften Rastschiene (16) nach Figur 6b und der besonders vorteilhaften Rastschiene nach Figur 6c ein deutliches akustisches Knacken vernommen. Die Rastschienen (16) nach den Figuren 6a und 6b wiesen im Rastkanal (27) eine hohe Führungsstabilität auf senkrecht auf die Rastschiene wirkende Kräfte. Ein Biegen der Rastschiene (16) und ein Einrasten in Segmenten waren mit den Rastschienen (16) nach den Figuren 6b und 6c möglich. Somit wurde ein einfacheres Einrasten der Abdeckung (14) in die Halteschiene (20) im erfindungsgemäßen Verfahren ermöglicht.

Figur 7 zeigt eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Ausgestaltung der Abdichtungsanordnung in einem Kraftfahrzeug. Der untere Rand (12) der Scheibe (10) war mit einem Abstand (D) von 0,3 mm über die Halteschiene (20) mit der Wasserkasten- Abdeckung (14) verbunden. Innerhalb der Fuge ist ein Teilbereich der Halteschiene (20) dargestellt.

Bezugszeichenliste

10 Scheibe,

11 Hinterkante Abdeckung,

12 Unterer Rand der Scheibe,

13 Federelement,

14 Abdeckung,

15 Positionierungsanschlag,

16 Rastschiene,

18 Anlagebereich,

19 Anlagefläche,

20 Halteschiene,

21 Stützkörper,

22 Verbindung Rastschiene und Wasserkasten-Abdeckung,

23 Vorstehender Bereich,

25 Federschenkel,

26 Versteifungs-Einlage,

27 Rastkanal,

30 Dichtprofil,

31 Abdichtungserweiterung,

33 Aussparung,

36 Klebeverbindung,

D Abstand zwischen Hinterkante der Abdeckung und unterem Rand der Scheibe.