用於機動車輛的齊平安裝的塑料窗的製作方法
2023-06-12 10:18:46 2
專利名稱：用於機動車輛的齊平安裝的塑料窗的製作方法
技術領域：
本發明通常涉及用於機動車輛的窗，更特別地，涉及用於機動車輛的塑料窗。
2. 現有技術
在過去的幾十年裡，機動車輛製造商設法以各種方式對機動車輛進行改進。從提高安全性到增強功能性和降低成本，他們已經取得了非常大的進步。尤其是近期，人們非常關注的一個方面是不斷提高的汽油成本。僅在過去幾年間，汽油在美國已經達到了創紀錄的高價格。企業試圖解決該問題的一個方法是研究替代燃料技術。然而，研究替代燃料技術涉及進入壁壘，例如缺少基本設施和可用燃料源。企業解決高油價問題的另一方面是試圖引入燃料效率更高的汽油動力機動車輛。這已經通過採用效率更高的傳動系統而在一定程度上取得了成效，但是這種方法由於車輛自重仍然存在局限性。因此，企業還試圖減輕車輛自重。然而，在過去，人們普遍認為減輕車輛外部重量犧牲了車輛安全性。
機動車輛窗典型地由玻璃製成。機動車輛玻璃由於材料固有屬性而具有許多限制。更具體地，機動車輛玻璃受限於需要包括複雜的連接裝置和調節系統，這些系統顯著增加了門模塊的重量，這是除了玻璃本身之外的重量。該附加重量由於增大了燃料消耗和/或升高了車輛重心而影響轎車或卡車的性能。因此，存在使機動車輛玻璃和門模塊重量減輕的需要。
玻璃及其它窗系統還由於其裝配窗系統時的複雜性而不受歡迎。例如，玻璃系統通常使用底料(primer)和粘接材料將玻璃連接到窗框上。玻璃窗還由於其粉碎傾向以及它在緊急情況需要粉碎來產生逃生通道而不受人歡迎。
發明內容
本發明提供了一種用於機動車輛的窗，用於機動車輛的窗組件，以及將窗安裝到機動車輛上的方法，它們沒給機動車輛增加多少複雜性和額外重量。另外，本發明提高了機動車輛的安全性，而不是犧牲車輛安全性。
在一個方面，在機動車輛中使用的塑料窗包括具有邊緣和窗凸緣的塑料板。窗凸緣鄰近所述邊緣定位並且構造為與窗框的相應結構接合。
在另一個方面，在機動車輛中使用的窗組件包括塑料窗和窗框。塑料窗具有邊緣和鄰近所述邊緣定位的窗凸緣，所述窗凸緣具有唇部。窗框構造為連接到機動車輛上。窗框具有形成相應的接合結構的部分，其中，窗凸緣的接合結構配合接收在相應的接合結構內以將塑料窗固定到窗框上。
在另一個方面，提供了一種將窗安裝到機動車輛上的方法。該方
法包括以下步驟提供具有邊緣和鄰近所述邊緣定位的窗凸緣的塑料窗，提供具有形成從機動車輛外表面伸出的鎖定凹槽的部分的窗框。該方法還包括以下步驟給塑料窗施加作用力以將窗凸緣扣合在鎖定凹槽中，以將塑料窗固定到窗框上。
在結合附圖閱讀本發明的下列詳細說明的基礎上，本發明的這些及其它方面和優點將變得顯而易見。
圖l是體現本發明原理的塑料窗的透視圖；圖2是體現本發明原理的圖l所示塑料窗的窗凸緣的放大透視圖；圖3是體現本發明原理的窗框和圖l所示塑料窗的剖視圖；圖4是處於裝配狀態的圖3所示塑料窗和窗框的剖視圖，從而顯示了體現本發明原理的窗組件；圖5是體現本發明原理的圖4所示窗組件的透視圖；圖6是體現本發明原理的圖3-5所示塑料窗和窗框的剖視圖，顯示了所述組件的移除結構；和
圖7是舉例說明體現本發明原理的方法的框圖。
具體實施例方式
現在參見圖1-2，顯示了在機動車輛中使用的塑料窗，其通常由IO表示。塑料窗10顯示為包含具有四個邊緣12的大致矩形形狀，然而，應當理解，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，塑料窗10可以具有任何其它希望的形狀。作為實例，塑料窗IO可以為具有三個邊緣12的三角形，或者為具有一個連續邊緣12的胚珠形狀。
塑料窗IO具有塑料板16和鄰近塑料窗IO的邊緣12定位的窗凸緣18。塑料板16和窗凸緣18優選地為在一次成型或二次成型工藝中模製為一個工件的單一結構。然而，它們可以可選地分開形成並連接在一起，例如利用膠合劑、粘合劑或熱定形實現。窗凸緣18顯示為圍繞塑料窗10的每個邊緣12連續，然而，應當理解，窗凸緣18可以可選地由一系列分離的單獨凸緣構造而成。在一些設計中，人們希望避免使窗凸緣18圍繞塑料窗10的角19延伸。
優選地，塑料板16和窗凸緣18由聚碳酸酯製成，所述聚碳酸酯具有高衝擊強度和出色的透明度。可選地，其它適用材料可以包括例如聚曱基丙烯酸曱酯(PMMA)、丙烯酸樹脂、聚丙烯酸酯、聚酯、聚碸或其共聚物和組合物。還可以想到，塑料板16和/或窗凸緣18可以由其它熱塑性樹脂或任何其它適當材料製成。塑料板16和窗凸緣18可以包括雙酚A聚碳酸酯和其它聚碳酸酯樹脂等級(例如，分支或替代)以及與其它聚合物共聚或混合，從而形成與丙烯腈丁二烯苯乙烯PC/ABS混合物)或聚酯(PC/POLYESTER混合物)的混合物。在可選方案中，窗凸緣18可以由能連接到塑料板16上的任何其它材料，例如金屬製成。塑料板16最優選的為透明的，不太優選的為半透明的，然而，窗凸緣18可以因特別的應用理由為不透明的、半透明的或透明的。塑料板16和窗凸緣18還可以包括各種添加劑，例如著色劑、脫模劑、抗氧化劑和紫外線吸收劑。
塑料窗10還可以具有位於塑料板16上的保護層或功能層。保護或功能層可以包括一個或多個耐氣候層、傳導層、裝飾層和耐磨層。這些層可以設置在塑料板16的一側或兩側上，塑料板16的同一側上可以包括一個以上的同類層。例如，可以設置多個耐氣候層以增強保護。
耐氣候層可以給塑料窗IO提供耐氣候性，包括防止受到太陽射線及其它外部環境影響。作為實例，耐氣候層可以是薄膜，所述薄膜包括聚碳酸酯、PMMA、聚碳酸酯和PMMA的組合物、聚矽氧烷、聚亞安酯、聚氨酯丙烯酸酯或任何其它適當材料。另外，耐氣候層可以包括材料塗層，所述材料例如為丙烯、聚亞安酯、矽氧烷或這些材料的組合物，以提供高耐氣候性，包括長期紫外線(UV)防護。另外，矽樹脂納米顆粒可以混合到耐氣候層中，或者矽氧烷共聚物可以通過聚合反應形成製造耐氣候層的材料，所述聚合反應有助於增強耐氣候層和相鄰層之間的粘合。耐氣候層還可以包括UV吸收分子，例如，一種或多種無機氧化物、二苯甲酮、苯甲醯間苯二酚、氰基丙烯酸酯、三溱、草醯替苯胺和苯並三唑或者其組合物。優選地，耐氣候層具有10-1250微米的厚度。耐氣候層可以如美國專利No.6，797，384中描述的那樣，該專利在此引入作為參考。
傳導層可以設置為電阻層或格柵，例如作為加熱器、除霜器、掃霧器或天線。傳導層例如可以包括印刷電阻油墨或者施加到塑料板10或其它層之一上的透明傳導層。
裝飾層可以給塑料窗IO增加任何希望的裝飾。例如，裝飾層可以形成圖像或限定黑邊以隱藏模製缺陷或形成裝飾性印刷油墨。
耐磨層可以包括單層或多個子層。耐磨層可以包括氧化鋁、氟化鋇、氮化硼、二氧化鉿、氟化鑭、氟化鎂、氧化鎂、氧化鈧、 一氧化矽、二氧化矽、氮化矽、矽氧氮化物、矽氧碳化物、氫化矽氧碳化物、碳化矽、氧化鉭、二氧化鈦、氧化錫、氧化銦錫、氧化釔、氧化鋅、硒化鋅、硫化鋅、氧化鋯、鈦酸鋯、或者其混合物或攙和物。優選地，
耐磨層根據保持在沉積層中的碳氫原子量包括SiOx或SiOxCyHz的 成分。在這方面，耐磨層與"玻璃狀"塗層類似。耐磨層還可以包括 UV吸收分子，例如但不限於無機氧化物、二苯甲酮、苯甲醯間苯二 酚、氰基丙烯酸酯、三嗪、草醯替苯胺和苯並三唑。
各種層可以按照本領域技術人員已知的任何方法進行施加。這種 方法包括示出但不限於塗覆方法(溶膠-凝膠、噴霧、流動、浸漬、幕 式淋塗)，薄膜夾物模製方法，印刷方法(絲網印刷、薄膜圖象轉印和 移印)，以及沉積方法(等離子增強的化學汽相沉積(PECVD)、膨脹 熱等離子PECVD、等離子聚合、光化學汽相沉積、離子束沉積、離 子電鍍沉積、陰極電弧沉積、濺射、蒸發、空心陰極活化沉積 (hollow-cathode activated deposition )、磁控管活化沉積、活化反應蒸 除和熱化學汽相沉積)。
為了給塑料窗IO提供附加硬度，塑料窗IO可以具有圍繞和沿著 塑料窗10的邊緣12定位的加強框架20。這種加強框架20可以包括 外側部分22 (位於窗凸緣18和多個邊緣12之間)和內側部分24 (位 於塑料板16的中心C和窗凸緣18之間)。應當理解，加強框架20是 可選的，它可以可選地只設置在外側部分和內側部分22、 24之一上。 這種加強框架20優選地由金屬製成，但是也可以使用任何其它適當材 料。另外，加強框架20可以通過任何適當方法，例如通過使用膠合劑 或粘合劑連接。
參見圖3和4，圖3顯示了處於與窗框30相鄰的未安裝位置的塑 料窗10，圖4顯示了處於安裝位置的塑料窗10。窗凸緣18從板16 的內表面向外延伸，與板邊緣12相鄰，並且通常限定圍繞板16的邊 沿狀結構。凸緣18的遠端限定了接合結構並且成形為與相應的鎖定凹 槽34配合接合，所述鎖定凹槽形成為窗框30的一部分。為此，所述 遠端通過斜表面21逐漸漸縮，這有助於凸緣18進入凹槽34中。斜表 面21終止於制動裝置或唇部26，制動裝置或唇部構造為與窗框30中 的相應結構相接合。儘管進行了詳細描述，但是應當理解，在不脫離本發明精神和範圍的情況下，窗凸緣18可以具有構造為與鎖定凹槽 34接合的其他結構。
窗框30通常與塑料窗10的形狀對應並且固定到機動車輛的外表 面32 (例如金屬板外部)上並由此伸出，並且具有形成鎖定凹槽34 的部分。鎖定凹槽34可以沖壓或以其它方式形成在窗框30中。為了 夾持窗10,窗框30包括限定了鎖定凹槽34的制動部分的折邊凸緣36， 其與凸緣18的唇部26相互作用並與唇部接合。折邊凸緣36成形為當 窗凸緣18的唇部26插入鎖定凹槽34中時與唇部配合接合。
釋放柄38或拉動突片顯示為與折邊凸緣36相連。釋放柄38可以 從連接部分39伸出，所述連接部分例如通過焊接固定到車輛外表面 32或窗框30本身的下側。釋放柄38可以焊接或以其它方式連接到折 邊凸緣36上，使得當用戶給釋放柄38施加預定作用力時，折邊凸緣 36移動遠離窗凸緣18的唇部26。下文對這個過程進行更詳細的描述。
在安裝位置(參見圖5)，塑料窗10與車輛外表面32齊平安裝。 因此，鎖定凹槽34設置在與車輛外表面32相隔預定距離處，使得當 塑料窗10安裝時，它將與車輛外表面32大致齊平地安裝。
橡膠密封元件28圍繞邊緣12延伸，以便在其安裝到機動車輛上 時密封塑料窗10的邊緣。橡膠密封元件28有助於適應熱膨脹並有助 於降低噪音。另外，橡膠密封元件28可以起到擋風雨條的作用，以便 阻擋例如風、雨和其它外部環境。
參考圖6，顯示了剛從窗框30上移除的塑料窗10。當使用者給釋 ;改柄38施加預定作用力F時，折邊凸緣36拉動遠離窗凸緣18的至 少一部分，使用者隨後可以推動塑料窗10遠離窗框30。為了輔助釋 放柄38和折邊凸緣34的這一運動，弱化條37可以形成為釋放柄38 中的凹口或劃痕狀凹槽。優選地，弱化條37緊鄰鎖定凹槽34定位， 以便允許折邊凸緣36的運動。這使塑料窗10從窗框30上釋放。同樣， 釋放柄38可以用作緊急逃生機構。另外，釋放柄38還可以允許塑料 窗10以便進行日常清洗、維護或更換。
除了釋放柄38外，作為可選方案，折邊凸緣36可以設計為承受向外作用力的施加直到某一極限為止。因此，窗組件40可以設計為允 許使用者給塑料窗IO施加預定作用力，例如從車輛內部的蹬踹力，以 將塑料窗從窗框30推出(如果需要的話)。
參見圖7，通過上面的討論顯而易見的是，塑料窗10可以使用不 需要膠合劑或粘合劑的方法60進行安裝。圖7所示方法60包括步驟 62，為提供具有邊緣12和鄰近所述邊緣12定位的窗凸緣18的塑料窗 10。方法60還包括提供窗框30，所述窗框具有形成從機動車輛外表 面32伸出的鎖定凹槽34的部分(步驟64)，以及(步驟66)通過給 塑料窗10施加作用力以將窗凸緣18扣合在窗框30的鎖定凹槽34中， 從而將塑料窗10固定到窗框30上。
方法60可選擇地包括在與機動車輛外表面32相隔預定距離處提 供形成鎖定凹槽34的部分，使得當窗凸緣18已經扣合在鎖定凹槽34 中時，塑料窗IO與機動車輛外表面32齊平安裝。方法60的另一可選 步驟可以包括通過拉力拉動釋放柄38使塑料板16從窗框30上脫離， 所述釋方文柄構造為遠離窗凸緣18拉動折邊凸緣36，從而使窗凸緣18 從鎖定凹槽34中脫離。
因此，本發明提供了一種窗組件40,其中，塑料窗IO可以通過 將塑料窗10的窗凸緣18壓入或扣合到窗框30的鎖定凹槽34而在單 個步驟中連接到窗框30上。這類組件可以描述為扣合配合、壓配合或 拉鏈鎖定的窗組件40。塑料窗10可以完成這種安裝方法，因為它比 玻璃更易搬運，並且比玻璃窗輕大約50%。
窗框30顯示和描述為固定到機動車輛的外表面32上。因此，本 發明的前述實施方式提供了一種固定的窗組件40。然而，在可選實施 例中，窗框30可以為活動框架，使得塑料窗IO可以移動以打開和關 閉塑料窗10,機動車輛駕駛側和乘客側的頂棚和車窗也是如此。
本領域的技術人員可以容易地認識到，上面的描述只是體現本發 明原理的實例。該描述不用於限制本發明的範圍和應用，因此，在不 脫離本發明精神的情況下，可以對本發明進行改型、變形和改變。
權利要求
1. 一種在機動車輛中使用的塑料窗，所述塑料窗包括塑料板，所述塑料板具有限定圍繞該板周邊的邊緣的部分；整合到所述塑料板上的窗凸緣，所述窗凸緣鄰近所述邊緣定位並至少部分地沿此延伸，所述窗凸緣包括接合結構，所述接合結構構造為與窗框的相應的接合結構相接合。
2. 如權利要求1所述的塑料窗，其中，所述窗凸緣鄰近完全圍繞所述板周邊的邊緣定位。
3. 如權利要求l所述的塑料窗組件，其中，所述窗凸緣與所述塑料板一體形成。
4. 如權利要求l所述的塑料窗，其中，所述接合結構包括唇部，所述唇部構造為與所述窗框的相應結構互鎖。
5. 如權利要求1所述的塑料窗，其中，所述塑料板和窗凸緣由聚碳酸酯製成。
6. 如權利要求l所述的塑料窗，還包括位於所述塑料板上的至少一個保護或功能層。
7. 如權利要求1所述的塑料窗，還包括鄰近所述邊緣的至少一部分布置的加強框架。
8. 如權利要求7所述的塑料窗，其中，所述加強框架包括位於所述窗凸緣和所述邊緣之間的第一部分和位於所述塑料板的中心和所述窗凸緣之間的第二部分。
9. 一種用於機動車輛的窗組件，所述窗組件包括塑料窗，所述塑料窗具有板和與所述塑料窗一體的窗凸緣，所述板具有限定圍繞該板周邊的邊緣的部分，所述窗凸緣鄰近所述邊緣定位並沿此至少部分地延伸，所述窗凸緣包括接合結構；和構造為連接到機動車輛上的窗框，所述窗框具有形成相應的接合結構的部分，所述窗凸緣的接合結構配合接收在所述相應的接合結構中以將塑料窗固定到窗框上。
10. 如權利要求9所述的窗組件，其中，所述窗凸緣鄰近所述邊緣定位並且完全圍繞所述板的周邊延伸。
11. 如權利要求9所述的窗組件，其中，所述窗凸緣與所述塑料窗一體形成。
12. 如權利要求9所述的窗組件，其中，所述窗框包括偏置部分，所述偏置部分使所述塑料窗定位成與機動車輛的金屬板外表面齊平安裝。
13. 如權利要求9所述的窗組件，其中，所述窗凸緣的接合結構具有唇部，所述窗框的相應的接合結構與所述唇部互鎖以將塑料窗固定到窗框上。
14. 如權利要求9所述的窗組件，還包括與所述窗框的相應的接合結構相聯的釋放柄，所述釋放柄構造為拉動所述相應的接合結構遠離所述窗凸緣的接合結構，從而在使用者給所述釋放柄施加預定作用力時，使所述塑料窗的至少一部分鬆開。
15. 如權利要求14所述的窗組件，其中，所述釋放柄包括鄰近所述相應的接合結構布置的弱化部分，從而輔助使用者拉動釋放柄以使所述相應的接合結構遠離所述接合結構。
16. —種將窗安裝在機動車輛上的方法，所述方法包括提供具有邊緣和鄰近所述邊緣定位的窗凸緣的塑料窗，所述窗凸緣具有接合結構；提供圍繞機動車輛窗口延伸的窗框，所述窗框具有形成用於接收所述接合結構的相應的接合結構的部分；和給所述塑料窗施加作用力以將所述窗凸緣的接合結構壓入相應的接合結構中，從而將塑料窗固定到窗框上。
17. 如權利要求16所述的方法，還包括在與機動車輛外表面相隔預定距離處提供形成鎖定凹槽的部分，使得當所述窗凸緣扣合在所述鎖定凹槽中時，所述塑料窗與所述機動車輛外表面齊平。
18. 如權利要求17所述的方法，還包括將釋放柄連接到所述窗框的相應的接合結構上，所述釋放柄構造為允許使用拉動所述相應的接合結構遠離所述窗凸緣的接合結構，從而使所述窗凸緣與所述相應的接合結構脫離。
19. 如權利要求16所述的方法，還包括連接與所述塑料窗邊緣相鄰的加強框架。
20. 如權利要求16所述的方法，還包括模製所述窗凸緣和塑料窗以使它們整體地形成為 一個部件。
全文摘要
一種在機動車輛中使用的塑料窗(10)包括塑料板和與所述塑料板一體形成的窗凸緣(18)，所述塑料板具有限定圍繞所述板周邊的邊緣(12)的部分。所述窗凸緣鄰近所述邊緣定位並至少部分地沿此延伸。所述窗凸緣(18)包括接合結構(21，26)，所述接合結構構造為與窗框(30)的相應的接合結構(34)相接合。窗組件(40)包括塑料窗和窗框，所述窗框構造為連接到機動車輛上。所述窗框具有形成相應的接合結構的部分，所述相應的接合結構接收所述窗凸緣的接合結構以將塑料窗固定到窗框上。本發明還公開了一種將窗安裝到機動車輛上的方法。
文檔編號B60J1/10GK101547805SQ200780044626
公開日2009年9月30日 申請日期2007年10月22日 優先權日2006年10月20日
發明者A·斯科爾騰, D·英格利希, 黑川幸子 申請人:埃克阿泰克有限責任公司