Die Erfindung betrifft eine Verbundscheibe mit einer Funktionsfolie und einem Kamerafenster, ein Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung, sowie eine Anordnung umfassend eine erfindungsgemäße Verbundscheibe und eine Kamera.

Verbundscheiben 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 Verbundscheiben verwendet. Hierzu zählen beispielsweise Gebäudeverglasungen oder Informationsdisplays, z.B. in Museen oder als Werbedisplays.

Dabei weist eine Verbundscheibe im Allgemeinen zwei 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.

Um die Verbundscheibe mit funktionellen Eigenschaften zu versehen, kann eine Funktionsfolie in die Verbundscheibe einlaminiert werden.

JP 2015 024 929 A offenbart eine Verbundscheibe mit einer einlaminierten Infrarotstrahlung reflektierenden/absorbierenden Folie, wobei die Folie eine Öffnung zur Transmission von Infrarotstrahlung aufweist.

Insbesondere Windschutzscheiben werden häufig mit sogenannten Head-Up-Displays (HUDs) ausgestattet. Mit einem Projektor, typischerweise im Bereich des Armaturenbretts, 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. Die DE 10 2014 220 189 A1 offenbart eine HUD-Projektionsanordnung, welche mit p- polarisierter Strahlung betrieben wird, um ein HUD-Bild zu erzeugen. Da der Einstrahlwinkel typischerweise nahe dem Brewsterwinkel liegt und p-polarisierte Strahlung daher nur in geringem Maße von den Glasoberflächen reflektiert wird, weist die Windschutzscheibe eine reflektierende Struktur auf, die p-polarisierte Strahlung in Richtung des Fahrers reflektieren kann. Als reflektierende Struktur wird eine einzelne metallische Schicht vorgeschlagen mit einer Dicke von 5 nm bis 9 nm, beispielsweise aus Silber oder Aluminium, die auf der dem Innenraum des PKWs abgewandten Außenseite der Innenscheibe aufgebracht ist.

In der US 2004/0135742 A1 ist ebenfalls eine HUD-Projektionsanordnung offenbart, welche mit p-polarisierter Strahlung betrieben wird, um ein HUD-Bild zu erzeugen, und eine reflektierende Struktur aufweist, die p-polarisierte Strahlung in Richtung des Fahrers reflektieren kann. Als reflektierende Struktur werden die in der US 5,882,774 A offenbarten mehrlagigen Polymerschichten vorgeschlagen.

Sowohl Head-up-Displays als auch andere Displayanwendungen oder Funktionselemente mit elektrisch schaltbaren optischen Eigenschaften werden häufig in Form von Funktionsfolien eingesetzt. Dies hat den Vorteil, dass die Funktionsfolie bei der Lamination einer Verbundscheibe einfach in den Schichtstapel einzubringen ist und unabhängig von der Herstellung der Verbundscheibe vorgefertigt werden kann. Funktionsfolien basieren dabei in der Regel auf einer oder mehreren polymeren Trägerfolien auf oder zwischen denen funktionale Schichten aufgebracht sind. Diese polymeren Trägerfolien werden bei Lamination über thermoplastische Verbundfolien an den Scheiben der Verbundscheibe angebunden.

Moderne Fahrzeuge werden zudem häufig mit Kameras, wie beispielsweise Videokameras oder Nachtsichtkameras, ausgestattet, deren Signale zur Unterstützung des Fahrers verwendet werden. Nach vorne gerichtete Kameras werden in der Regel an der innenraumseitigen Oberfläche der Windschutzscheibe befestigt, typischerweise mittig in der Nähe der Oberkante.

Kameras sind üblicherweise so an einer beispielsweise als Windschutzscheibe ausgebildeten Verbundscheibe angebracht, dass ihre Detektionsrichtung horizontal verläuft. Da die Windschutzscheibe stark geneigt im Fahrzeug installiert ist, beispielsweise mit einem Einbauwinkel von 60° zur Vertikalen, schließt die Detektionsrichtung der Kamera einen sehr spitzen Winkel von etwa 30° mit der Windschutzscheibe ein. Daraus resultiert ein vergleichsweise großes, im Wesentlichen trapezförmiges, sogenanntes Kamerafenster der Windschutzscheibe. Das Kamerafenster ist derjenige Bereich einer Verbundscheibe, durch den durch die Verbundscheibe verlaufende Strahlung durch die Kamera detektiert wird. Das Kamerafenster der Verbundscheibe ist also der Bereich der Verbundscheibe, der im Strahlengang der Kamera liegt.

Funktionsfolien hindern Kameras, welche an der Verbundscheibe angebracht sind und deren Strahlengang durch die in der Verbundscheibe einlaminierte Funktionsfolie verläuft, daran fehlerfrei zu arbeiten. Um ein fehlerfreies Arbeiten der Kamera zu gewährleisten, werden die in der Verbundscheibe eingesetzten Funktionsfolien in der Regel mit einer Aussparung im Bereich des Kamerafensters der Verbundscheibe versehen.

Da Kamerafenster wie oben beschrieben im Wesentlichen trapezförmig sind, weisen die Aussparungen in den Funktionsfolien häufig auch eine Trapezform auf. Trapezförmige Aussparungen in Funktionsfolien können jedoch zu Defekten wie beispielsweise Faltendefekten oder zu einer Rissbildung in der Funktionsfolie führen, insbesondere wenn es sich bei der Verbundscheibe um eine gebogene Verbundscheibe handelt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Verbundscheibe mit einer Funktionsfolie und einem Kamerafenster bereitzustellen. Weitere Aufgabe der Erfindung ist es ein kostengünstiges, variabel ersetzbares Herstellungsverfahren anzugeben.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch eine Verbundscheibe und ein Verfahren gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die erfindungsgemäße Verbundscheibe umfasst eine Außenscheibe, eine erste thermoplastische Zwischenschicht, eine Funktionsfolie, eine zweite thermoplastische Zwischenschicht und eine Innenscheibe. Die Funktionsfolie ist zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe angeordnet. Die erste thermoplastische Zwischenschicht ist zwischen der Außenscheibe und der Funktionsfolie angeordnet und die zweite thermoplastische Zwischenschicht ist zwischen der Funktionsfolie und der Innenscheibe angeordnet. Die erfindungsgemäße Verbundscheibe weist einen oberen Scheibenrand und einen unteren Scheibenrand und zwei seitliche Seitenränder auf. Mit oberem Scheibenrand wird diejenige Seitenkante der Verbundscheibe bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage nach oben zu weisen. Mit unterem Scheibenrand wird diejenige Seitenkante bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage nach unten zu weisen. Ist die Verbundscheibe die Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs, so wird der obere Scheibenrand häufig auch als Dachkante und der untere Scheibenrand häufig auch als Motorkante bezeichnet.

Die Außenscheibe, die Innenscheibe, die erste thermoplastische Zwischenschicht, die zweite thermoplastische Zwischenschicht und die Funktionsfolie weisen jeweils eine außenseitige und eine innenraumseitige Oberfläche, eine Oberkante, eine Unterkante und zwei Seitenkanten auf. Mit Oberkante wird diejenige Kante bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage nach oben zu weisen. Mit Unterkante wird diejenige Kante bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage nach unten zu weisen. Mit außenseitiger Oberfläche wird im Sinne der Erfindung diejenige Hauptfläche bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage der äußeren Umgebung zugewandt zu sein. Mit innenraumseitiger Oberfläche wird im Sinne der Erfindung diejenige Hauptfläche bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage dem Innenraum zugewandt zu sein. Die innenraumseitige Oberfläche der Außenscheibe und die außenseitige Oberfläche der Innenscheibe sind einander zugewandt und durch die erste thermoplastische Zwischenschicht und die zweite thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden.

Der Bereich einer Verbundscheibe, der im Detektionsstrahlengang einer Kamera angeordnet ist, beziehungsweise dafür vorgesehen ist, im Detektionsstrahlengang einer Kamera angeordnet zu sein, wird als Kamerafenster bezeichnet. Strahlung, die im Kamerafenster durch die Verbundscheibe tritt, wird durch die Kamera detektiert.

Erfindungsgemäß weist die Verbundscheibe ein Kamerafenster auf. Zudem weist die Funktionsfolie eine Aussparung mit Radien größer oder gleich 40 mm auf und das Kamerafenster ist in senkrechter Durchsicht durch die erfindungsgemäße Verbundscheibe vollständig innerhalb der Aussparung angeordnet.

Es wurde festgestellt, dass mit einer Aussparung mit Radien größer oder gleich 40 mm die Faltenbildung um die Aussparung herum verhindert oder zumindest vermindert werden kann und ein Einreißen der Funktionsfolie ausgehend von der Aussparung verhindert werden kann. Das Kamerafenster überlappt somit vollständig mit der Aussparung in der Funktionsfolie. Mit der Beschreibung, dass ein Element A vollständig mit einem Element B überlappt, ist im Sinne der Erfindung gemeint, dass die orthogonale Projektion vom Element A zur Flächenebene vom Element B vollständig innerhalb vom Element B angeordnet ist.

Die Aussparung ist bevorzugt in Form eines Ovals ausgebildet. Der Begriff Oval bezeichnet eine ebene rundliche konvexe Figur.

In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe weist die in Form eines Ovals ausgebildete Aussparung Geradenstücke auf. Derartige Ovale lassen sich aus Kreisbögen und Geradenstücken zusammensetzen.

Die Aussparung kann von den Kanten der Funktionsfolie, d.h. von der Oberkante, der Unterkante und den Seitenkanten der Funktionsfolie, beabstandet angeordnet sein. Vorteil einer von den Kanten der Funktionsfolie beabstandeten Aussparung ist, dass die Grundkontur der Funktionsfolie nicht verletzt wird.

Alternativ kann die Aussparung auch unmittelbar angrenzend an die Oberkante der Funktionsfolie angeordnet sein. Ein unmittelbar angrenzend an die Oberkante der Funktionsfolie angeordnete Aussparung kann auch als bereichsweiser Rückschnitt der Funktionsfolie ausgehend von der Oberkante der Funktionsfolie angesehen werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe ist die Aussparung in Form eines Ovals, welches Geradenstücke, insbesondere zwei parallel zueinander angeordnete Geradenstücke, aufweist, ausgebildet.

In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe ist die Aussparung in Form eines Ovals, welches Geradenstücke, insbesondere zwei parallel zueinander angeordnete Geradenstücke, aufweist, ausgebildet und von den Kanten der Funktionsfolie beabstandet angeordnet.

Bevorzugt handelt es sich bei der Funktionsfolie um eine Folie, welche im Ausgangzustand, d.h. bevor diese in der Verbundscheibe einlaminiert ist, einen Schrumpf von 1 % bis 10 % entlang einer ersten Richtung R1 in der Ebene und einen Schrumpf von 1 % bis 10 % entlang einer zweiten Richtung R2 in der Ebene aufweist, wenn sie für 15 Minuten auf 130 °C erhitzt wird.

Besonders bevorzugt handelt es sich bei der Funktionsfolie um eine Folie, welche einen asymmetrischen Schrumpf aufweist, d.h. bei der der Schrumpf entlang der ersten Richtung R1 größer als der Schrumpf entlang der zweiten Richtung R2 ist oder der Schrumpf entlang der zweiten Richtung R2 größer als der Schrumpf entlang der ersten Richtung R1 ist.

Die zweite Richtung R2 verläuft bevorzugt senkrecht zur ersten Richtung R1.

Insbesondere bei gebogenen Verbundscheiben, ganz besonders bei gebogenen Verbundscheiben, welche eine Funktionsfolie mit einem asymmetrischen Schrumpf aufweisen, kann mit einer Aussparung mit Radien größer oder gleich 40 mm die Faltenbildung um die Aussparung herum verhindert oder zumindest vermindert werden und ein Einreißen der Funktionsfolie ausgehend von der Aussparung verhindert werden.

Als Funktionsfolien können die verschiedensten dem Fachmann bekannten Einschicht- oder Mehrschichtfolien eingesetzt werden.

Bevorzugt ist die Funktionsfolie eine Folie, welche auf Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen (PE), Polyamid (PA), Polymethylmethacrylat (PMMA), Triacetylcellulose (TAC) und/oder Polycarbonat und/oder Copolymeren oder Gemischen davon basiert, insbesondere auf Polyethylenterephthalat (PET), Polyamid (PA) und/oder Cellulosetriacetat (TAC).

Somit umfasst die Funktionsfolie bevorzugt mindestens eine auf Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen (PE), Polyamid (PA), Polymethylmethacrylat (PMMA), Triacetylcellulose (TAC) und/oder Polycarbonat und/oder Copolymeren oder Gemischen davon basierende Trägerfolie, besonders bevorzugt eine auf Polyethylenterephthalat (PET) basierende Trägerfolie.

Bekannte Funktionsfolien, die im Automobilbereich angewandt werden, sind beispielsweise HUD-Folien, Displayfolien oder optische Mehrschichtfolien (multilayer optical films).

Die Funktionsfolie kann auch als eine Folie mit einer Infrarotstrahlung reflektierenden Beschichtung ausgebildet sein. Besonders bevorzugt ist die Funktionsfolie eine als HUD-Folie einsetzbare reflektierende Folie. Eine solche reflektierende Folie ist bevorzugt metallfrei und geeignet um mindestens 5 %, bevorzugt 10 % bis 50 %, besonders bevorzugt 15 % bis 30 %, insbesondere 20 % bis 25 %, von auf die Folie auftreffendem p-polarisierten Licht zu reflektieren. Dies ist besonders vorteilhaft hinsichtlich eines guten HUD-Bildes.

Die reflektierende Folie ist bevorzugt eine Polyethylenterephthalat (PET) basierte Folie, die mit einem Copolymerenschichtenstapel auf Basis von PET und/oder Polyethylennaphthalat (PEN) beschichtet ist. Die Beschichtung ist bevorzugt auf der innenraumseitigen Oberfläche, d.h. der Oberfläche, die dem Fahrzeuginnenraum zugewandt ist, aufgebracht. Geeignete reflektierende Folien sind beispielsweise in der US 5,882,774 A beschrieben.

Die Funktionsfolie kann zwischen 20 pm (Mikrometer) und 2 mm, bevorzugt zwischen 20 pm und 120 pm, dick sein. Die Dicke der Funktionsfolie ist über die gesamte Länge konstant, somit hat die Funktionsfolie einen rechteckigen Querschnitt. Die Funktionsfolie ist demnach keine Keilfolie.

Die erste thermoplastische Zwischenschicht und die zweite thermoplastische

Zwischenschicht können unabhängig voneinander zumindest Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA), Polyurethan (PU) oder Gemische oder Copolymere oder Derivate davon, bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB) enthalten oder daraus bestehen.

Die erste thermoplastische Zwischenschicht und die zweite thermoplastische

Zwischenschicht können unabhängig voneinander durch eine einzelne Folie ausgebildet sein oder auch durch mehr als eine Folie.

Die erste thermoplastische Zwischenschicht und die zweite thermoplastische

Zwischenschicht können zwischen 20 pm (Mikrometer) und 2 mm dick sein. Die Dicke der ersten thermoplastischen Zwischenschicht und die Dicke der zweiten thermoplastischen Zwischenschicht ist über die gesamte Länge konstant, somit haben die Zwischenschichten einen rechteckigen Querschnitt. Die thermoplastischen Zwischenschichten sind demnach keine Keilfolien. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die erste thermoplastische Zwischenschicht eine Dicke von 200 pm bis 1000 pm, bevorzugt 300 pm bis 850 pm, auf und die zweite thermoplastische Zwischenschicht weist eine Dicke zwischen 20 pm (Mikrometer) und 2 mm, bevorzugt zwischen 10 pm und 120 pm, besonders bevorzugt zwischen 15 pm und 90 pm, ganz besonders bevorzugt zwischen 20 pm und 75 pm auf.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die erste thermoplastische Zwischenschicht eine Dicke von 200 pm bis 1000 pm, bevorzugt 300 pm bis 850 pm, auf und die zweite thermoplastische Zwischenschicht weist eine Dicke zwischen 10 pm und 120 pm, bevorzugt zwischen 15 pm und 90 pm, besonders bevorzugt zwischen 20 pm und 75 pm auf.

Die zweite thermoplastische Zwischenschicht und die Funktionsfolie können auch als sogenannter Bilayer vorliegen und als dieser in eine Stapelfolge zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe eingebracht werden. Das heißt die zweite thermoplastische Zwischenschicht und die Funktionsfolie müssen nicht zwingend als zwei einzelne Schichten nacheinander in die Stapelfolge eingebracht werden, sondern können als gemeinsamer Bilayer in die Stapelfolge eingebracht werden.

Die Funktionsfolie erstreckt sich bevorzugt über die gesamte Fläche der Verbundscheibe abzüglich der Aussparung oder im Wesentlichen über die ganze Fläche der Verbundscheibe abzüglich der Aussparung. Im Wesentlichen über die ganze Fläche der Verbundscheibe bedeutet über die ganze Fläche der Verbundscheibe abzüglich eines umlaufenden Randbereiches von beispielsweise 20 mm.

Besonders bevorzugt erstreckt sich die Funktionsfolie über die gesamte Fläche der Verbundscheibe abzüglich eines umlaufenden Randbereiches von beispielsweise 20 mm und abzüglich der Aussparung.

Eine erfindungsgemäße Verbundscheibe kann zusätzlich einen Abdeckdruck, insbesondere aus einer dunklen, bevorzugt schwarzen, Emaille umfassen. Bei dem Abdeckdruck handelt es sich insbesondere um einen peripheren, d.h. rahmenartigen, Abdeckdruck, der somit in einem umlaufenden Randbereich angeordnet ist, und/oder einen Abdeckdruck, der in einem das Kamerafenster umgebenden Bereich angeordnet ist. Der periphere Abdeckdruck dient in erster Linie als UV-Schutz für den Montagekleber der Verbundscheibe. Der Abdeckdruck kann opak und vollflächig ausgebildet sein. Der Abdeckdruck kann zumindest abschnittsweise auch semitransparent, beispielsweise als Punktraster, Streifenraster oder kariertes Raster ausgebildet sein. Alternativ kann der Abdeckdruck auch einen Gradienten aufweisen, beispielsweise von einer opaken Bedeckung zu einer semitransparenten Bedeckung. Der Abdeckdruck ist üblicherweise auf der innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe oder auf der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe aufgebracht.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Außenscheibe und/oder die Innenscheibe in einem umlaufenden Randbereich und in einem das Kamerafenster umgebenden Bereich einen Abdeckdruck auf.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe ist die Aussparung derartig ausgebildet, dass die an die Aussparung angrenzende Kante der Funktionsfolie in senkrechter Durchsicht durch die Verbundscheibe mindestens 3 mm, bevorzugt 3 mm bis 5 mm, von dem Kamerafenster beabstandet ist. Auf diese Weise wird verhindert, dass ein Kanteneffekt der Funktionsfolie im Bereich des Kamerafensters auftritt, welcher sich nachteilig auf die Optik im Bereich des Kamerafensters auswirken würde.

Die erste thermoplastische Zwischenschicht und die zweite thermoplastische Zwischenschicht können unabhängig voneinander auch eine Zwischenschicht mit akustisch dämpfenden Eigenschaften, eine Infrarotstrahlung reflektierende Zwischenschicht, eine Infrarotstrahlung absorbierende Zwischenschicht, eine UV-Strahlung absorbierende Zwischenschicht, eine zumindest abschnittsweise gefärbte Zwischenschicht und/oder eine zumindest abschnittsweise getönte Zwischenschicht sein. So kann die erste thermoplastische Zwischenschicht oder die zweite thermoplastische Zwischenschicht beispielsweise auch eine Bandfilterfolie sein.

Die Außenscheibe und die Innenscheibe sind bevorzugt aus Glas gefertigt, insbesondere aus Kalk-Natron-Glas, was für Fensterscheiben üblich ist. Die Scheiben können grundsätzlich aber auch aus anderen Glasarten (beispielsweise Borosilikatglas, Quarzglas, Aluminosilikatglas) oder transparenten Kunststoffen (beispielsweise Polymethylmethacrylat oder Polycarbonat) gefertigt sein. Die Dicke der Scheiben kann breit variieren. Vorzugsweise werden Scheiben mit einer Dicke im Bereich von 0,8 mm bis 5 mm, bevorzugt von 1,4 mm bis 2,5 mm verwendet, beispielsweise mit den Standarddicken 1,6 mm oder 2,1 mm. Es ist aber auch möglich, dass die Außenscheibe und/oder die Innenscheibe eine Dicke von 0,55 mm oder 0,7 mm haben. Die Außenscheibe und die Innenscheibe können unabhängig voneinander klar und farblos, aber auch getönt oder gefärbt sein. Die Gesamttransmission durch das Verbundglas beträgt in einer bevorzugten Ausgestaltung größer 70%. Der Begriff Gesamttransmission bezieht sich auf das durch ECE-R 43, Anhang 3, § 9.1 festgelegte Verfahren zur Prüfung der Lichtdurchlässigkeit von Kraftfahrzeugscheiben.

Die Außenscheibe und die Innenscheibe können unabhängig voneinander nicht vorgespannt, teilvorgespannt oder vorgespannt sein. Soll mindestens eine der Scheiben eine Vorspannung aufweisen, so kann dies eine thermische oder chemische Vorspannung sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe sind die Außenscheibe und die Innenscheibe gebogene Scheiben.

Die Außenscheibe und/oder die Innenscheibe können Antireflexbeschichtungen, Antihaftbeschichtungen, Antikratzbeschichtungen, photokatalytische Beschichtungen, elektrisch heizbare Beschichtungen, Sonnenschutzbeschichtungen und/oder Low-E- Beschichtungen aufweisen.

Die Höhe der Außenscheibe und der Innenscheibe, d.h. im Falle einer Windschutzscheibe der Abstand zwischen der Dachkante der Verbundscheibe und der Motorkante der Verbundscheibe beträgt bevorzugt zwischen 0,8 m und 1,40 m, besonders bevorzugt zwischen 0,9 m und 1 ,25 m. Es versteht sich, dass somit auch die Höhe der ersten thermoplastischen Zwischenschicht, der zweiten thermoplastischen Zwischenschicht und der Funktionsfolie bevorzugt zwischen 0,8 m und 1,40 m, besonders bevorzugt zwischen 0,9 m und 1 ,25 m beträgt.

Die erfindungsgemäße Verbundscheibe kann eine Fahrzeugscheibe sein. Eine Fahrzeugscheibe ist zur Abtrennung eines Fahrzeuginnenraums von einer äußeren Umgebung vorgesehen. Eine Fahrzeugscheibe ist also eine Fensterscheibe, die in eine Fensteröffnung der Fahrzeugkarosserie eingesetzt ist oder dafür vorgesehen ist. Eine erfindungsgemäße Verbundscheibe ist insbesondere eine Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs. Mit Innenscheibe wird bei einer Fahrzeugscheibe diejenige Scheibe bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage dem Innenraum des Fahrzeugs zugewandt zu sein. Mit Außenscheibe wird diejenige Scheibe bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage der äußeren Umgebung des Fahrzeugs zugewandt zu sein.

Die erfindungsgemäße Verbundscheibe ist bevorzugt in einer oder in mehreren Richtungen des Raumes gebogen, wie es für Kraftfahrzeugscheiben üblich ist, wobei typische Krümmungsradien im Bereich von etwa 10 cm bis etwa 40 m liegen. Das Verbundglas kann aber auch plan sein, beispielsweise wenn es als Scheibe für Busse, Züge oder Traktoren vorgesehen ist.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe wobei zumindest

(a) eine Außenscheibe mit einer Oberkante, einer Unterkante und zwei Seitenkanten, eine erste thermoplastische Zwischenschicht mit einer Oberkante, einer Unterkante und zwei Seitenkanten und einem rechteckigen Querschnitt, eine Funktionsfolie mit einer Oberkante, einer Unterkante und zwei Seitenkanten und einem rechteckigen Querschnitt, eine zweite thermoplastische Zwischenschicht mit einer Oberkante, einer Unterkante und zwei Seitenkanten und einem rechteckigen Querschnitt und eine Innenscheibe mit einer Oberkante, einer Unterkante und zwei Seitenkanten bereitgestellt werden;

(b) eine Stapelfolge gebildet wird, in der die Funktionsfolie zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe angeordnet ist, die erste thermoplastische Zwischenschicht zwischen der Außenscheibe und der Funktionsfolie angeordnet ist und die zweite thermoplastische Zwischenschicht zwischen der Funktionsfolie und der Innenscheibe angeordnet ist;

(c) die Stapelfolge kalt entlüftet wird;

(d) die kalt entlüftete Stapelfolge durch Lamination verbunden wird; wobei die Verbundscheibe ein Kamerafenster aufweist, und wobei die Funktionsfolie eine Aussparung mit Radien größer/gleich 40 mm aufweist und das Kamerafenster in senkrechter Durchsicht durch die Verbundscheibe vollständig innerhalb der Aussparung angeordnet ist. Die Aussparung wird bevorzugt mit einem Plotter in die Funktionsfolie eingebracht. Mittels eines Plotters lässt sich sehr scharfkantig schneiden und somit ein Ausfransen der an die Aussparung angrenzenden Kante der Funktionsfolie vermeiden.

Soll die Verbundscheibe gebogen sein, so werden die Außenscheibe und die Innenscheibe vor der Lamination einem Biegeprozess unterzogen. Bevorzugt werden die Außenscheibe und die Innenscheibe gemeinsam (d.h. zeitgleich und durch dasselbe Werkzeug) kongruent gebogen, weil dadurch die Form der Scheiben für die später erfolgende Laminierung optimal aufeinander abgestimmt sind. Typische Temperaturen für Glasbiegeprozesse betragen beispielsweise 500°C bis 700°C.

Ein Entlüftungsprozess ist notwendig, um die zusätzliche Luft aus der Stapelfolge zu entfernen und die Funktionalität der Verglasungsstruktur zu gewährleisten. Eine Kaltentlüftung unter Vakuum wird bei einer Temperatur im Bereich von 10 bis 40°C, bevorzugt 12 bis 30°C, mit einer Haltezeit von mindestens 30 Minuten durchgeführt, die aber je nach Dimension und Art der Struktur bis zu einigen Stunden verlängert werden kann.

Die Lamination der Stapelfolge kann mittels geläufiger Laminationsverfahren erfolgen. Es können beispielsweise sogenannte Autoklavverfahren bei einem erhöhten Druck von etwa 10 bar bis 15 bar und Temperaturen von 130 °C bis 145 °C über etwa 2 Stunden durchgeführt werden. Alternativ sind auch autoklavfreie Verfahren möglich. An sich bekannte Vakuumsack oder Vakuumringverfahren arbeiten beispielsweise bei etwa 200 mbar und 80 °C bis 110 °C.

Alternativ können Vakuumlaminatoren eingesetzt werden. Diese bestehen aus einer oder mehreren beheizbaren und evakuierbaren Kammern, in denen die erste Scheibe und die zweite Scheibe innerhalb von beispielsweise etwa 60 Minuten bei verminderten Drücken von 0,01 mbar bis 800 mbar und Temperaturen von 80 °C bis 170 °C laminiert werden.

Bevorzugt handelt es sich bei der in Schritt a) bereitgestellten Funktionsfolie um eine Folie, welche einen Schrumpf von 1 % bis 10 % entlang einer ersten Richtung R1 in der Ebene und einen Schrumpf von 1 % bis 10 % entlang einer zweiten Richtung R2 in der Ebene aufweist, wenn sie für 15 Minuten auf 130 °C erhitzt wird.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich eine Funktionsfolie mit einem Kamerafenster faltenfrei oder nahezu faltenfrei in eine Verbundscheibe laminieren und die Gefahr eines von der Aussparung ausgehenden Einreißens der Funktionsfolie ist deutlich vermindert. Dies gilt insbesondere für Bereiche mit erhöhter Komplexität bei gebogenen Verbundscheiben.

Die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verbundscheibe gelten entsprechend auch für Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe und umgekehrt.

Die Erfindung betrifft auch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe als Fahrzeugscheibe in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere in Kraftfahrzeugen und insbesondere in einer Windschutzscheibe, ganz besonders für ein Head-Up Display in einem Kraftfahrzeug.

Die Erfindung betrifft auch eine Anordnung umfassend eine erfindungsgemäße Verbundscheibe und eine Kamera zur Detektion von im Kamerafenster durch die Verbundscheibe tretender Strahlung.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und nicht maßstabsgetreu. Die Zeichnungen schränken die Erfindung in keiner Weise ein.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen

Verbundscheibe;

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Verbundscheibe gemäß Fig. 1 entlang der Schnittlinie A-A‘;

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen

Verbundscheibe;

Fig. 4 einen Querschnitt durch die Verbundscheibe gemäß Fig. 3 entlang der Schnittlinie A-A‘;

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen

Verbundscheibe;

Fig. 6 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen

Verbundscheibe; Fig. 7 einen Querschnitt durch die Verbundscheibe gemäß Fig. 6 entlang der Schnittlinie A-A‘;

Fig. 8 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe; und

Fig. 9 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

In Fig. 1 ist eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 1 dargestellt und in Fig. 2 ist ein Querschnitt durch die Verbundscheibe 1 gemäß Fig. 1 entlang der Schnittlinie A-A‘ dargestellt. Die Verbundscheibe 1 ist aufgebaut aus einer Außenscheibe 2, einer ersten thermoplastischen Zwischenschicht 3, einer Funktionsfolie 4, einer zweiten thermoplastischen Zwischenschicht 5 und einer Innenscheibe 6. Die Funktionsfolie 4 ist zwischen der Außenscheibe 2 und der Innenscheibe 6 angeordnet, die erste thermoplastische Zwischenschicht 3 ist zwischen der Außenscheibe 2 und der Funktionsfolie 4 angeordnet und die zweite thermoplastische Zwischenschicht 5 ist zwischen der Funktionsfolie 4 und der Innenscheibe 6 angeordnet. Die Außenscheibe 2 und die Innenscheibe 6 sind über die erste thermoplastische Zwischenschicht 3 und die zweite thermoplastische Zwischenschicht 5, zwischen denen die Funktionsfolie 4 angeordnet ist, miteinander verbunden.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Verbundscheibe 1 ist beispielsweise eine Windschutzscheibe eines Personenkraftwagens. Die Außenscheibe 2 ist in Einbaulage der äußeren Umgebung zugewandt, die Innenscheibe 6 dem Fahrzeuginnenraum. Der untere Scheibenrand U der Verbundscheibe 1 ist nach unten in Richtung des Motors des Personenkraftwagens angeordnet, der obere Scheibenrand O der Verbundscheibe 1 ist nach oben in Richtung des Dachs angeordnet, die beiden seitlichen Scheibenränder S sind seitlich angeordnet.

Die Verbundscheibe 1 weist ein Kamerafenster 7 auf, welches in der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 1 trapezförmig ist.

Die Funktionsfolie 4 weist eine Aussparung 8 auf, welche in der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 1 in Form eines Ovals, welches zwei parallel zueinander angeordnete Geradenstücke aufweist, ausgebildet ist. Die Form der Aussparung 8 entspricht somit einem Rechteck mit an den kürzeren Seiten aufgesetzten Halbkreisen. In senkrechter Durchsicht durch die Verbundscheibe 1 ist das Kamerafenster 7 vollständig innerhalb der Aussparung 8 in der Funktionsfolie 4 angeordnet. Der Rand des Bereichs, welcher das Kamerafenster 7 bildet, ist in der Fig. 1 mit dem Bezugszeichen K7 versehen und mittels einer gestrichelten Linie dargestellt. Die an die Aussparung 8 angrenzende Kante der Funktionsfolie 4 ist in der Fig. 1 mit dem Bezugszeichen K8 bezeichnet und als durchgängige Linie dargestellt.

Die Außenscheibe 2 und die Innenscheibe 6 bestehen beispielsweise aus Kalk-Natron-Glas. Die Außenscheibe 2 weist beispielsweise eine Dicke von 2,1 mm auf, die Innenscheibe 6 weist beispielsweise eine Dicke von 1,6 mm auf.

Die erste thermoplastischen Zwischenschicht 3 ist beispielsweise eine aus PVB bestehende Zwischenschicht mit akustischen dämpfenden Eigenschaften und weist eine Dicke von 0,81 mm auf. Die zweite thermoplastischen Zwischenschicht 5 besteht beispielsweise aus PVB und weist eine Dicke von 50 pm (Mikrometer) auf.

Die Funktionsfolie 4 ist in der in der Fig. 1 und Fig .2 gezeigten Ausführungsform der Verbundscheibe 1 beispielsweise eine Polyethylenterephthalat (PET) basierte reflektierende Folie, die mit einem Copolymerenschichtenstapel auf Basis von PET und Polyethylennaphthalat (PEN) beschichtet ist und geeignet ist, einen Anteil 20 % bis 25 % von auf die Funktionsfolie auftreffendem p-polarisierten Licht zu reflektieren. Die Funktionsfolie 4 weist beispielsweise eine Dicke zwischen 20 pm und 120 pm auf.

Die Funktionsfolie 4 weist in der in der Fig. 1 und der Fig. 2 gezeigten Ausführungsform einen Schrumpf von 1 % bis 10 % entlang der ersten Richtung R1 in der Ebene und einen Schrumpf von 1 % bis 10 % entlang einer zweiten Richtung R2 in der Ebene auf, wenn sie für 15 Minuten auf 130 °C erhitzt wird. In der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform entspricht die erste Richtung R1 der kürzesten Verbindungslinie zwischen den Seitenkanten S4 der Funktionsfolie und die zweite Richtung R2 der kürzesten Verbindungslinie zwischen der Unterkante U4 und der Oberkante 04 der Funktionsfolie 4. Die zweite Richtung R2 entspricht in der in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der Reflexionsachse der Funktionsfolie 4.

Die Außenscheibe 2, die Innenscheibe 6, die erste thermoplastische Zwischenschicht 3 und die zweite thermoplastische Zwischenschicht 5 weisen die gleichen äußeren Abmessungen auf so dass die Seitenkanten S2, die Oberkante 02 und die Unterkante U2 der Außenscheibe 2, die Seitenkanten S6, die Oberkante 06 und die Unterkante U6 der Innenscheibe 6, die Seitenkanten S3, die Oberkante 03 und die Unterkante U3 der ersten thermoplastischen Zwischenschicht 3 und die Seitenkanten S5, die Oberkante 05 und die Unterkante U5 der zweiten thermoplastischen Zwischenschicht 5 in Durchsicht durch die Verbundscheibe 1 bündig Übereinanderliegen.

Die Funktionsfolie 4 erstreckt sich in der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform über die gesamte Fläche der Verbundscheibe abzüglich eines umlaufenden Randbereichs von 20 mm und abzüglich der Aussparung 8. Somit sind in senkrechter Durchsicht durch die Verbundscheibe die Seitenkanten S4 der Funktionsfolie 4 um 20 mm von den jeweiligen Seitenrändern S der Verbundscheibe 1 beabstandet, die Oberkante 04 der Funktionsfolie 4 um 20 mm vom oberen Scheibenrand O der Verbundscheibe 1 beabstandet und die Unterkante U4 um 20 mm vom unteren Scheibenrand U der Verbundscheibe 1 beabstandet.

In Fig. 3 ist eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 1 dargestellt und in Fig. 4 ist ein Querschnitt durch die Verbundscheibe 1 gemäß Fig. 3 entlang der Schnittlinie A-A‘ dargestellt. Die in den Fig. 3 und 4 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in den Fig. 1 und 2 gezeigten nur dahingehend, dass die Aussparung 8 in der Funktionsfolie 4 aus einem Halbkreis mit zwei parallel zueinander angeordneten Geradenstücke ausgebildet ist und unmittelbar angrenzend an die Oberkante 04 der Funktionsfolie 4 angeordnet ist. Die Aussparung 4 kann daher auch als Rückschnitt der Funktionsfolie 4 ausgehend von der Oberkante 04 in Form eines Ovalsegments gesehen werden.

In Fig. 5 ist eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 1 dargestellt. Die in der Fig. 5 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in der Fig. 1 gezeigten nur dahingehend, dass die Aussparung 8 in der Funktionsfolie 4 mit einem der Geradenstücke unmittelbar angrenzend an die Oberkante 04 der Funktionsfolie 4 angeordnet ist. Die Aussparung 4 kann daher auch als Rückschnitt der Funktionsfolie 4 ausgehend von der Oberkante 04 in Form eines Ovals mit zwei parallelen Geradenstücken angesehen werden.

In Fig. 6 ist eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 1 dargestellt und in Fig. 7 ist ein Querschnitt durch die Verbundscheibe 1 gemäß Fig. 6 entlang der Schnittlinie A-A‘ dargestellt. Die in den Fig. 6 und 7 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in den Fig. 1 und 2 gezeigten nur dahingehend, dass die Verbundscheibe 1 auf der innenseitigen Oberfläche der Außenscheibe 2 einen Abdeckdruck 9 aufweist. Der Abdeckdruck 9 ist in einem umlaufenden Randbereich und in einem das Kamerafenster 7 umgebenden Bereich angeordnet. Bei dem Abdeckdruck 9 handelt es sich beispielsweise um eine schwarze Emaille. Zur besseren Sichtbarkeit ist der Abdeckdruck 9 in den Fig. 6 und 7 grau dargestellt. Alternativ oder zusätzlich kann der Abdeckdruck 9 auch auf der innenseitigen Oberfläche der Innenscheibe 6 aufgebracht sein.

Fig. 8 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 1. Die in Fig. 8 im Querschnitt gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in der Fig. 7 im Querschnitt gezeigten nur dahingehend, dass die Funktionsfolie 4 eine Dicke von 50 pm und die zweite thermoplastische Zwischenschicht 5 eine Dicke von 25 pm aufweisen und in Form eines Bilayers in die Verbundscheibe 1 einlaminiert wurden.

Fig. 9 zeigt ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 1.

Das Verfahren umfasst ersten Schritt S1 , in dem eine Außenscheibe 2 mit einer Oberkante 02, einer Unterkante U2 und zwei Seitenkanten S2, eine erste thermoplastische Zwischenschicht 3 mit einer Oberkante 03, einer Unterkante U3 und zwei Seitenkanten S3 und einem rechteckigen Querschnitt, eine Funktionsfolie 4 mit einer Oberkante 04, einer Unterkante U4 und zwei Seitenkanten S4 und einem rechteckigen Querschnitt, eine zweite thermoplastische Zwischenschicht 5 mit einer Oberkante 05, einer Unterkante U5 und zwei Seitenkanten S5 und einem rechteckigen Querschnitt und eine Innenscheibe 6 mit einer Oberkante 06, einer Unterkante U6 und zwei Seitenkanten S6 bereitgestellt werden.

In einem zweiten Schritt S2 wird eine Stapelfolge gebildet, in der die Funktionsfolie 4 zwischen der Außenscheibe 2 und der Innenscheibe 6 angeordnet ist, die erste thermoplastische Zwischenschicht 3 zwischen der Außenscheibe 2 und der Funktionsfolie 4 angeordnet ist und die zweite thermoplastische Zwischenschicht 5 zwischen der Funktionsfolie 4 und der Innenscheibe 6 angeordnet ist

In einem dritten Schritt S3 wird die Stapelfolge kalt entlüftet.

In einem vierten Schritt S4 wird die kalt entlüftete Stapelfolge durch Lamination verbunden. Die Verbundscheibe 1 weist ein Kamerafenster 7 auf, die Funktionsfolie 4 weist eine Aussparung 8 mit Radien größer oder gleich 40 mm auf und in der Stapelfolge wird die Funktionsfolie 4 derart angeordnet, dass das Kamerafenster 7 in senkrechter Durchsicht durch die Stapelfolge und somit auch in senkrechter Durchsicht durch die Verbundscheibe 1 vollständig innerhalb der Aussparung 8 angeordnet ist.

Die erfindungsgemäße Verbundscheibe und das erfindungsgemäße Verfahren haben deutliche Vorteile gegenüber einer Verbundscheibe mit einer Funktionsfolie mit einer trapezförmigen Aussparung und dem Verfahren zur Herstellung dieser.

Die Faltenbildung um eine trapezförmige Aussparung herum und das Einreißen der Funktionsfolie ausgehend von einer trapezförmigen Aussparung werden durch eine Aussparung mit Radien größer/gleich 40 mm vermieden.

Bezugszeichenliste:

1 Verbundscheibe

2 Außenscheibe

3 erste thermoplastische Zwischenschicht

4 Funktionsfolie

5 zweite thermoplastische Zwischenschicht

6 Innenscheibe

7 Kamerafenster

8 Aussparung

9 Abdeckdruck

O oberer Scheibenrand

U unterer Scheibenrand

S seitlicher Scheibenrand

02 Oberkante der Außenscheibe U2 Unterkante der Außenscheibe

52 Seitenkante der Außenscheibe

03 Oberkante der ersten thermoplastischen Zwischenschicht U3 Unterkante der ersten thermoplastischen Zwischenschicht

53 Seitenkante der ersten thermoplastischen Zwischenschicht

04 Oberkante der Funktionsfolie U4 Unterkante der Funktionsfolie

54 Seitenkante der Funktionsfolie

05 Oberkante der zweiten thermoplastischen Zwischenschicht U5 Unterkante der zweiten thermoplastischen Zwischenschicht

55 Seitenkante der zweiten thermoplastischen Zwischenschicht

06 Oberkante der Innenscheibe U6 Unterkante der Innenscheibe

56 Seitenkante der Innenscheibe K7 Rand des Bereichs des Kamerafensters

K8 an die Aussparung angrenzende Kante der Funktionsfolie

A-A‘ Schnittlinie