In den Anfangsjahren der Automobile wurden offene Wagen ohne Windschutzscheiben produziert. Die Fahrer trugen Brillen zum Schutz gegen Fahrtwind und Staub. Das war wenig bequem und so wurde im Jahr 1904 die Windschutzscheibe erfunden. Sie übernahm eine wichtige Funktion beim Schutz der Passagiere vor äußeren Einflüssen, insbesondere, als Autos immer leistungsfähiger wurden und höhere Geschwindigkeiten erreichten. Leider bestanden die ersten Windschutzscheiben jedoch aus Glas, das bei Beschädigungen zersplitterte. Mehr und mehr Verletzungen entstanden durch solche Glassplitter und man suchte nach einer Alternative für die splitternden Scheiben.
Die Hersteller begannen, Windschutzscheiben aus Hartglas herzustellen. Dieses Glas wird durch eine spezielle Hitzebehandlung besonders gehärtet und lässt sich nur schwer zertrümmern. Bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts war Hartglas das am weitesten verbreitete Material zur Herstellung von Windschutzscheiben. Dann begann der Siegeszug des Verbund-Sicherheitsglases. Verbund-Sicherheitsglas ist ebenso hart wie Hartglas, verformt sich jedoch leicht bei Belastung und bietet so einen zusätzlichen Schutz gegen Splittern. Heute wird Verbund-Sicherheitsglas als das sicherste Glas im Automobilbau betrachtet. Seine Verwendung ist in zahlreichen Ländern einschließlich Deutschlands gesetzlich vorgeschrieben.
Woraus Windschutzscheiben hergestellt werden
Die wichtigsten Bestandteile von Glas für Windschutzscheiben sind Quarzsand (SiO2), Natriumcarbonat (Na2 CO3), Dolomit ((CaMg)(CO3)2), Kalkstein (CaCO3) und Bruchglas. Oft werden auch kleine Mengen von Kaliumoxid und Aluminiumoxid beigemischt.
Siliziumdioxid ist mit 60 bis 70 Prozent der Gesamtmenge der wichtigste Inhaltsstoff, er macht Glas zu Glas. (Quarz, ein glasähnliches natürliches Mineral, besteht aus Siliziumdioxid.) Kaliumoxid senkt den Schmelzpunkt. Aluminiumoxid erleichtert die Bearbeitung des geschmolzenen Materials und Kalkstein erhöht die Haltbarkeit des fertigen Produkts.
Diese Ausgangsstoffe werden zusammen mit einer geringen Menge Wasser auf hohe Temperaturen erhitzt. Beim Schmelzvorgang verbinden sie sich dann zu einem neuen Material – Glas.
Wie Windschutzscheibenglas hergestellt wird
Windschutzscheibengläser besitzen verschiedene wichtige Eigenschaften. Selbstverständlich muss das Glas über einen langen Zeitraum hinweg klar und durchsichtig bleiben. Zudem muss es aus widerstandsfähigen Materialien hergestellt werden und Autodächer bei Unfällen mit Überschlägen als tragendes Element unterstützen. Es muss stark genug sein, um kleineren Kollisionen zu widerstehen, so dass Fahrzeugbesitzer die Windschutzscheibe nicht nach jedem kleineren Blechschaden ersetzen müssen. Die wichtigste Eigenschaft ist jedoch die Splittersicherheit, die verhindert, dass bei größeren Unfällen Glassplitter durch die Luft fliegen.
Ein als Verbund-Sicherheitsglas bezeichnetes Material erfüllt alle diese Anforderungen. Zwar unterscheidet sich eine Windschutzscheibe aus Verbund-Sicherheitsglas auf den ersten Blick kaum von einer einfachen Glasscheibe. Tatsächlich besteht Verbund-Sicherheitsglas aber aus drei Schichten, einer inneren Schicht aus Polyvinylbutyral und zwei Deckschichten aus gehärtetem Klarglas.
Dieser Aufbau dient einem speziellen Zweck. Wenn kleine Objekte wie Steine die Windschutzscheibe treffen, kann das Glas abplatzen oder zerbrechen. Die innen liegende Schicht aus Polyvinylbutyral begrenzt den Schaden jedoch auf die außenliegende Glasschicht. Stellen Sie sich vor, wie gefährlich das Autofahren wäre, wenn jeder kleine Stein oder Fremdkörper, der gegen die Windschutzscheibe springt, das Glas zertrümmern könnte. Abgesehen von der Gefahr müssten Fahrzeugbesitzer ständig Geld für den Ersatz solcher minderwertiger Windschutzscheiben aufwenden. Der heute übliche splitterfreie, mehrschichtige Aufbau vermeidet solche Probleme. Noch immer muss das Glas von Zeit zu Zeit repariert oder ersetzt werden, aber diese Innovation bietet uns sehr viel sichereres und haltbareres Glas für unsere Fahrzeuge.
Der Herstellungsprozess
Das meiste Glas für Windschutzscheiben wird im so genannten „Schwimm- oder Floatverfahren“ hergestellt. Der Prozess heißt so, weil das Glas während einem der Herstellungsschritte buchstäblich in einer Kammer schwimmt.
Im ersten Schritt werden die Ausgangsstoffe und Wasser in einen hitzebeständigen Behälter gegeben und dort bei hoher Temperatur geschmolzen. Die so entstandene flüssige Mischung gelangt durch eine kurze, breite Öffnung in einen zweiten Behälter, der eine dünne Schicht geschmolzenen Zinns enthält. Auf dieser Schicht schwimmt das flüssige Glas und gibt so dem Prozess und der Kammer ihren Namen.
Aus dieser Kammer wird die lange, flüssige Glas bahn auf Rollen in eine weitere Kammer, den Kühlofen, transportiert. In diesem besonderen Ofen wird das Glas langsam abgekühlt oder getempert. So entsteht das „Roh glas“, aus dem dann Windschutzscheiben produziert werden.
Dieses getemperte Glas wird anschließend mit Hilfe eines Diamantschneidwerkzeugs, einem Glasschneider, in die benötigten Größen geschnitten. Als nächstes wird es gehärtet und widerstandsfähig gemacht.
Die Glasplatte wird dann auf oder in eine Gussform gelegt, die die gewünschte Form und Biegung der Scheibe aufweist. Dort wird das Glas genau so weit aufgeheizt, dass es weich wird ohne zu schmelzen und so auf oder in die Gussform absinkt. Anschließend wird es durch kalte Luftströme extrem schnell abgekühlt. Dieses Tempern stärkt und härtet das Glas in hohem Maße.
Im letzten Herstellungsschritt wird eine Lage getemperten Glases auf jede Seite einer sehr dünnen Schicht aus Polyvinylbutyral (PVB) aufgebracht. Der Verbund wird in einem Autoklaven erhitzt und zwischen Rollen gepresst. Dieser Schritt macht das PVB transparent und verschmilzt die Glaslagen und das PVB zu einer einzigen Verbund-Sicherheitsglasscheibe. Das PVB sorgt für die Splittersicherheit, indem es bei einem Unfall Glassplitter festhält.
In das Glas können verschiedene Sensoren, Zusatzfunktion und Auflagen eingearbeitet werden. Sie reichen von Regensensoren bis zu Vielzweckantennen oder wasserabweisenden Beschichtungen.
Die Windschutzscheibe ist jetzt fertig zum Einbau und kann mit Hilfe von speziellen polyurethan- oder „urethan-“haltigen Primern, Kleb- und Dichtstoffen in die Karosserie des Fahrzeugs eingeklebt werden.
Größen von Windschutzscheiben für Autos
Die Größe der Windschutzscheibe hängt letztlich vom Design des Fahrzeugs ab. Während des Herstellungsprozesses werden Lagen von gehärtetem Glas entsprechend den Anforderungen des Fahrzeugherstellers mit einem Diamantglasschneider zugeschnitten. Die innen liegende Polyvinylbutyral-Schicht wird auf dieselbe Größe zugeschnitten. Nachdem alle drei Teile separat geschnitten und in die korrekte Form gebracht wurden, können sie zu einem festen Verbund aus geschichtetem Glas zusammengefügt werden. Dieser Prozess wird in einem Autoklaven durchgeführt, einem speziellen Ofen, in dem die Schichten unter Hitze und Druck verpresst werden. So entsteht die einbaufertige Windschutzscheibe in der vom Fahrzeughersteller vorgesehenen Größe und Form.
Da die Größe der Windschutzscheibe von den Designvorgaben des Fahrzeugs abhängt, gibt es annähernd so viele verschiedene Größen von Windschutzscheiben wie Fahrzeugmodelle. Eine Windschutzscheibe durch die eines anderen Fahrzeugmodells zu ersetzen, ist aus diesem Grund nahezu unmöglich. Ohnehin wäre das auch aus Sicherheitsgründen keine gute Idee. Muss eine Windschutzscheibe ersetzt werden, muss eine neue passend zum jeweiligen Fahrzeugmodell bestellt werden.
Auch das Zuschneiden größerer Windschutzscheiben für ein anderes Fahrzeugmodell ist unmöglich, weil die Biegung der Scheibe exakt nach den Designanforderungen des Fahrzeugherstellers gefertigt wird. Die zugeschnittene Windschutzscheibe würde deshalb nicht zur Karosserie des zu reparierenden Fahrzeugs passen. Eine Windschutzscheibe sollte ausschließlich durch eine neue, den Designvorgaben des Herstellers entsprechende Scheibe ersetzt werden. Dies ist einer der Bereiche, in denen keine behelfsmäßige und dennoch sichere Reparatur möglich ist.
Durch entsprechende Designvorgaben werden Windschutzscheiben immer größer, obwohl immer kleinere und raffiniertere Fahrzeuge entwickelt werden. Die beliebten futuristischen aerodynamischen Designs erlauben immer größere Sichtfelder und erhöhen hoffentlich die Verkehrssicherheit. Experten sagen voraus, dass die Größe der Windschutzscheiben im Verhältnis zur Gesamtgröße der Fahrzeuge weiter wachsen wird.
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