具有传感器的层压窗格玻璃

摘要

本发明涉及一种用于运输工具的窗格玻璃，包括至少一块玻璃板6、7和至少一个塑料膜8及一个传感器12，该传感器被永久地安装在玻璃上，以检测在玻璃外面出现的外来物，特别是在外表面上出现的水。传感器被安装在对着运输工具的乘客室的玻璃的表面4上，或玻璃的内表面2上，而没有能干扰信号的塑料膜中间插入物，该插入物对着传感器，并且在传感器和玻璃的外表面1之间。

说明书

本发明涉及一种窗格玻璃，特别是用于陆上、海上或空中运输工具的具有传感系统的窗格玻璃，该传感系统安装在窗格玻璃上，以检测在窗格玻璃外表面上的外来物，例如，水。特别是，本发明涉及一种具有传感系统的层压窗格玻璃，该系统能提供一可控制诸如风挡刮水装置运行的信号。本发明还涉及一种易于安装传感系统的层压窗格玻璃。

WO94/00319、EP-A-0512653和EP-A-0626593都公开了具有传感系统以检测水或湿度的窗格玻璃。这些专利文献中的传感系统包括一个用于发射至少一种穿过窗格玻璃的超声波信号的转换器，该转换器还用于接收外来物所发出的反射信号，该转换器安装在窗格玻璃的内表面上，也就是说对着运输工具乘客室的窗格玻璃表面上。由转换器接受的反射信号被转换成电信号，并与一参考值进行比较。根据比较的结果产生一个用于控制风挡刮水器电机的操作指令。

为了确保传感系统可靠运行，使反射信号不受干扰是必要的。

本申请人已经证实，由于用已知的方法将传感系统安装在层压窗格玻璃上，即对着上述的运输工具的乘客室的表面上，使通常由增塑性聚乙烯醇缩丁醛(PVB)制成的中间联接膜成为对信号形成巨大干扰的根源，该中间联接膜对通过其中的入射和反射是必要的。事实上，由于PVB的性质随温度的变化而改变，其又与薄膜的厚度(通常为0.76毫米)有关，这种改变引起稳定的反射信号的改变，因此，不能用一个简单的电装置分析和处理该信号，也就是说，不能用一个成本不是很高的装置来完成预定的功能。

本发明提供了一种层压窗格玻璃，该玻璃包括至少一个刚性板，特别是玻璃板及至少一层塑料膜，该玻璃装有一个湿度传感器，特别是超声波型传感器，如上述文献中的传感器之一，由此构成一个可靠的系统。

根据本发明的层压窗格玻璃，包括至少一个刚性板，特别是玻璃板及至少一层塑料膜，以及一个传感装置，以下称之为传感器，以利用一信号检测相对于运输工具乘客室处于窗格玻璃外侧的物体或外来物，特别是在窗格玻璃外表面上的水，该传感器被永久地固定在对着乘客室的窗格玻璃表面上或窗格玻璃的风表面上，而在对着传感器的位置，在传感器和窗格玻璃的外表面之间没有可能干扰该信号的塑料膜插入物。

当本发明的窗格玻璃包括两个玻璃板和一个塑料，特别是PVB中间联接膜时，本发明的一个实施例为，在对着乘客室的玻璃板的表面上设置传感器，并且在对着传感器的区域，在传感器和窗格玻璃的外表面之间去掉中间联接膜而以一个由不影响，至少是不以不可控制的方式影响所说信号，特别是超声波信号的材料制成的圆片。在对着传感器的有限区域的以取代中间联接膜的圆片可以由金属，例如铝、铜或铅制成。在对着窗格玻璃的外层玻璃板的表面上提供一涂层，例如珐琅层或其他形式的涂层可能是有利的。

圆片的面积基本上与传感器的面积相对应。至少在检测信号通过的区域必须由圆片取代中间联接膜。

因此，该圆片可以由一个20至50毫米的圆盘制成。圆片的厚度比中间联接膜的厚度略小，在该粘合位置，可以使用粘接薄膜，该粘接薄膜至少不以不可控制的方式干扰所说信号。

当该层压窗格玻璃具有一个厚度较大的中间联接膜时，例如大约若干毫米，特别是用于飞机的窗格玻璃，该传感器可以埋在该中间联接膜内，同时，进一步在对着传感器的位置，在传感器和窗格玻璃的外表面之间没有可能干扰所说信号的塑料膜插入物。

在一个特别有利的变形中，本发明的层压窗格玻璃在其对着乘客室的玻璃板上开有一个孔，以使传感器可永久地并且直接地安装在外层玻璃板的内表面上。在该变形中，传感器直接设置在窗格玻璃的表面2上，各表面的顺序是，由两块玻璃板构成的各表面由数字1至4来表示，从表面1开始，该表面是窗格玻璃的外表面，并且也是外层玻璃板的外表面，到达表面4，该表面为内层玻璃板对着乘客室的表面。当然，在该变形中，在由传感器所覆盖的区域中间联接膜被除去。传感器可以由，例如粘接永久地粘在表面2上，粘接是用一厚度通常小于100微米的粘接薄膜完成的，该薄膜不会干扰超声波信号，或者，如果在表面2和传感器之间适合于再粘合中间物，该中间物由一层不会干扰超声波信号构成，至少是不以不可控制的方式干扰该信号。在该变形中，传感器可以由弹性装置固定在表面2上。

在本发明的窗格玻璃的另一个实施例中，该窗格玻璃为两层(双层)，也就是说，该玻璃包括一单一的玻璃板和至少一层塑料膜，通常为两层或三层塑料膜，其相应地具有能量吸收特性及表面特性，如抗刮及抗磨特性。在该实施例中，传感器直接安装在玻璃板的内表面上，在该安装位置，一层或多层塑料膜被除去。在双层窗格玻璃中使用的一层或多层塑料膜可以是，例如聚氨基甲酸酯膜，这种膜下述专利文献中被揭示，如FR-A-2480669、FR-A-2546810、FR-A-2398606、EP-A-0132198、EP-A-0389354、EP-A-0190517或者JP-A86177241和JP-A-86281118，从这些文献中，本领域技术人员可以获得必要的信息和结构。

当窗格玻璃安装传感器时，传感器检测在窗格玻璃外表面上出现的外来物，如水，该传感器最好设置在对着一个或多个风挡刮水器所刮扫的区域。

此外，该传感器设置在后视镜支架之下也是有利的。

本发明使能使用的传感器最好超声波传感器，诸如在已经描述过的专利文献WO94/00319、EP-A-0512653、EP-A-0626593中所揭示的传感器之一，从这些文献中，本领域普通技术人员可以获得必要的信息和结构。

传感器在本发明的窗格玻璃上的位置可以确保其具有很好的可靠性，包括较大的温度条件的改变。该传感器可以用于控制风挡刮水器的操作，或者其它装置的操作，例如抗结霜加热网的操作。

本发明还涉及一种弯曲层压窗格玻璃，该窗格玻璃包括一块外层玻璃和一块内层玻璃，该内层玻璃用于安装一传感器，并且在对玻璃板进行弯曲热处理之前在内层玻璃板上开设至少一个孔。

为了增加窗格玻璃的机械性能，在内层玻璃板的孔周围应具有一定的抗压强度。这种抗压强度通过在孔的周围进行热韧化处理而形成，并且该强度可以向孔外周延伸多个毫米。该强度大约在5至40兆帕，最好为20至30兆帕。

本发明的其它优点及特征通过下面的结合的图所描述的窗格玻璃的实施例得到更清楚地说明。

图1简略表示一种层压窗格玻璃，该玻璃用于汽车风挡玻璃，并安装有能控制风挡刮水器运行的传感器。

图2是图1的层压窗格玻璃的局部剖面图，该剖面通过传感器的位置。

图3简略表示本发明的层压窗格玻璃的一种变形。

图4简略表示本发明的一种双层窗格玻璃。

在图1和2中的层压窗格玻璃5由两块玻璃板制成，一外层玻璃板6和一内层玻璃板7，该玻璃板7形成对着车辆乘客室的表面。这两块玻璃板由PVB中间联接膜8连接在一起。两块玻璃板的各表面由数字1至4表示，表面1为外层玻璃板6的外表面，表面2为外层玻璃板6的内表面，表面3为内层玻璃板7的内表面，表面4为内层玻璃板7对着乘客室的表面。该窗格玻璃与一清洁装置相联接，在本发明中，该清洁装置包括如图所示的两个风挡玻璃刮水器9及刮水器的机械传动机构10。在由刮水器9所刮扫的区域11内，该窗格玻璃装有一个湿度传感器12，该传感器12与一个未被示出的电路连接，以控制风挡刮器9是否启动。该传感器12最好设置在窗格玻璃的顶部，并且在安装后视镜13的位置上。

该传感器12包括一个超声波转换器，该传感器能够向风挡玻璃(表面1)的外表面发射一个超声波射出信号，并且能从该外表面接受反射信号。

如图2所示，该传感器12被直接固定在窗格玻璃的表面2上。为此，在相对该传感器的位置，内层玻璃板7开有一个具有足够宽度的孔14，例如孔的直径为30毫米，当传感器用粘接薄膜15粘接固定后，其可从孔14中伸出。由聚乙烯醇缩丁醛制成的中间联接膜8在安装传感器的位置被预先除去，下面将对此进行描述。在窗格玻璃的表面2上直接设置传感器应避免超声波信号受到任何形式的干扰，以便与所出现的中间联接膜相连接，其安装特性可根据窗格玻璃的温度而改变，这样可以在稳定的超声波信号情况下产生一个不受控制的变化。

该传感器12或转换器包括一个由压力陶瓷制成的托板16和一个电器元件组件17，托板16由一贴接薄膜15固定在表面2上，组件17与一个未被示出的供电源连接。围绕孔14的周边，可以在窗格玻璃的表面4上用粘接膜19固定一个用来安装后视镜18的支承装置。

以上描述了窗格玻璃，其加工方法如下：

在玻璃板上打孔，该玻璃板为内层玻璃板7，其厚度，例如为2.2毫米。该在预定位置所打的孔的直径，例如为30毫米。该已打孔的玻璃板与另一个厚度，例如为2.5毫米的玻璃板连接，以构成窗格玻璃的外层玻璃板，并且这样形成的组件进行弯曲处理，特别是利用本领域技术人员所熟知的重力方式形成一窗框外形。在冷却过程中，压缩空气通过在构成双层玻璃板的内层玻璃板的顶部形成的孔的周围吹入。利用吹入空气这种方法，可以使局部的热韧性变得一样，并且在孔的周围使物体的抗压强度增加，以此增加玻璃板的机械性能。在加入一中间层，特别是由PVB制成的厚度为0.76毫米的中间层后，利用加热和加压的传统组合加工方法，两弯曲的玻璃板被组合在一起。

利用本发明所制成的层压窗格玻璃可以安装超声波传感器。为此，对着穿过内层玻璃板的孔的PVB圆盘部分被除去，并且超声波传感器在此位置由厚度小于100微米的粘接薄膜被粘在窗格玻璃的表面2上。在孔的周围，在窗格玻璃的表面4上可以安装一后视镜支承装置，在这种情况下，可以分别安装传感器和后视镜支承装置，或者作为一种变换形式，可以用一个粘接步骤将传感器和支承装置安在一起。该孔可进行较好的对中。

为了从风挡的前面和外面隐蔽传感器，在制造窗格玻璃的同时在其表面2上最好覆盖一层不透光的薄膜，例如一珐琅薄膜补缀。该覆盖可以在外层玻璃板的表面2上利用已知的珐琅补缀组合物36覆盖方法，特别是用筛网印刷方法，加上在弯曲的同时所进行的烘烤来实现。

覆盖层可以由连续涂覆的珐琅层形成，如果该珐琅层是在表面2上形成，该珐琅层通常可用于窗格玻璃的粘接。

此外，这种覆盖层结构可使粘接传感器的粘接剂免受，例如紫外线的辐射。

任何疪点都可以隐蔽于在通过窗格玻璃的孔附近的PVB粘接层中。珐琅层也可以由其他不透光薄膜(黑色底漆，等等)。

由本发明的方法制造的风挡玻璃可以以公知的粘接方法粘在车辆的车身开口上。在车辆上，还需将传感器隐蔽在供电源及驱动风挡刮水器的装置中。

上述的窗格玻璃已经在较宽的温度变化范围条件下被测试，已证明整个玻璃组件是很可靠的。

图3表示本发明的层压窗格玻璃的一种变形。在该变形中，层压窗格玻璃20包括两块玻璃板21、22和一个由PVB制成的中间联接膜23。该玻璃20具有一个超声波传感器24，传感器24由粘接薄膜27粘接在玻璃20的表面4上。在相对于传感器24的位置，由塑料材料制成的中间联接膜23被除去，并由一个直径大约为30毫米的金属盘25取代，也就是说，盘25的直径基本上与传感器的尺寸相同，并且厚度与中间联接膜的厚度相同，即为0.76毫米。

用金属盘25代替PVB薄膜可以克服随着PVB物质的改变而使稳定的超声波信号改变的问题

在上述的变形情况下，为了隐蔽金属盘，可以在玻璃板的表面2上设置一不透光的薄膜26，例如一种珐琅层或其它薄膜(黑色底漆，等等)。

为了制造上述的窗格玻璃，在将两块玻璃板和中间联接膜组合在一起以前，在所设定的位置，由金属盘取代盘状的中间联接膜。然后，组合后的窗格玻璃按常规的方法进行处理。再后，在窗格玻璃的表面4上相对于金属盘粘接超声波传感器。

如图4所示，本发明的窗格玻璃可以是一种双层窗格玻璃结构，也就是说，一玻璃板31和一塑料板32组成的结构，该结构包括一层或多层薄膜，该薄膜由，例如聚氨基甲酸酯制成，如上所述。

对于这种双层结构，本发明的窗格玻璃具有一个超声波传感器33，该传感器33用一粘接薄膜34直接粘在玻璃板的内表面2上。为此，塑料板在区域35处被剪下一部分，该部分由传感器所占具。