Explodierende Kraftstoffpreise bringen die Entwicklungsingenieure zum Schwitzen: Das Auto muss leichter werden, denn weniger Gewicht bedeutet auch weniger Kraftstoffverbrauch. Auf der Suche nach Einsatzgebieten für neue und meist leichtere Werkstoffe sind auch Autoscheiben im Blickfeld. Experimentiert wird dabei mit Kunststoff. Denn eine fünf Millimeter dicke Kunststoffscheibe wiegt je Quadratmeter nur etwa sechs Kilogramm – vergleichbares Verbundsicherheitsglas (VSG) dagegen das Doppelte. Bei einem Mittelklasse-Kombi liegt somit die entsprechende Gewichtsersparnis bei etwa 20 Kilogramm, was letztlich etwa 80 Liter Kraftstoffersparnis je 100.000 gefahrene Kilometer bedeutet.
Sonnenspektrum soll gefiltert werden
Große Glasflächen vermitteln im Auto eine helle, offene und großzügige Atmosphäre. Allerdings sind die optischen und akustischen Anforderungen an die Windschutzscheibe und die Seitenscheiben sehr hoch, wenn es um Komfort und Sicherheit geht. Weiterhin beeinflussen die Vorgaben des Gesetzgebers das Design und die Materialzusammensetzung der Scheiben. Auf der VDI-Tagung “Kunststoffe im Automobilbau” in Mannheim präsentierte der Werkstoffexperte Stefan Uhl von DaimlerChrysler Entwicklungen und Ausblicke zur Autoscheibe.
Geht es um die Fahrzeugscheiben, so sind die Ingenieure im Zwiespalt, denn beispielsweise reduziert dünnes Glas das Gewicht, andererseits überträgt es verstärkt Wind- und Reifengeräusche in den Innenraum. Je nach Klimabedingungen heizt ein Auto bis zu 90 Grad Celsius auf oder kühlt bis –40 Grad ab. Eingefärbtes und wärmedämmendes Grün- oder Blauglas gehört deshalb mittlerweile schon zum Standard. Für die Zukunft setzen die Experten aber auf ein Glas, das den Anteil im nahen Infrarotbereich (NIR) des Sonnenspektrums reflektiert. Stefan Uhl, Experte für Klimakomfort: “Neuentwickelte Dünnschichtsysteme reflektieren den NIR-Anteil des Sonnespektrums deutlich und tragen so zu einer verminderten Aufheizung des Innenraumes bei”. Derzeit sind sie aber noch den Oberklassefahrzeugen vorbehalten.
Crashtests für Autoscheiben
Sehr wichtig ist eine steife Windschutzscheibe. Nicht nur die hohe Belastung bei schneller Fahrt, sondern auch die Verletzungsgefahr im Crashfall hängen von den Materialeigenschaften der Front- und Seitenscheiben ab. Aus den USA kommt hierzu ein Entwurf des NHTSA (National Highway Traffic Safety Administration), der festere Scheiben fordert. So sollen künftig bei einem Crash die Insassen vor dem Herausschleudern geschützt werden. Stefan Uhl: “Diese Forderungen können sehr weit reichend sein und erhebliche Konsequenzen für die Entwicklung von künftigen Verglasungen und Türkonzepten haben.”
Sensoren in der Windschutzscheibe
Im Zeitalter von Multimedia fordern Autofahrer immer mehr Frequenzbänder. “Es sind Lösungen gefragt, bei denen Antennenstrukturen und metallische Beschichtungen zum Sonnenschutz gleichzeitig realisiert werden müssen”, kommentiert Uhl. Dazu kommen auch vermehrt Sensoren im Scheibenbereich, die die Temperatur regeln, den Beschlag erkennen oder bei Regen die Wischer einschalten.
Heckscheibenheizung bereitet Probleme
Vereinzelt findet man schon – beispielsweise die Dreiecksscheibe im Smart – die “reine” Kunststoffscheibe aus Polycarbonat. Solche Scheiben bieten einen hohen Widerstand gegen Einbruch, nachteilig ist ihre geringe Kratzfestigkeit. Doch die Entwicklungsingenieure planen schon mittelfristig Spritzguss-Vollkunststoffscheiben aus Polycarbonat für das Heck. Einziges Problem derzeit: eine Heckscheibenheizung mit leitfähigen Schichten muss noch integriert werden. Dann steht dem Einsatz nichts mehr im Wege.
Geschichte des Sicherheitsglases
Ein kleiner Laborunfall gab im Jahre 1910 den Anstoß für die Erfindung der Sicherheitsscheibe. Im Labor des französischen Chemikers Edouard Benedictus fiel ein Glaskolben zu Boden, der überraschenderweise nicht splitterte. Benedictus ahnte, dass der klebrige Film der eingetrockneten Nitrozellulose-Lösung schuld sein könnte. Er klebte solch eine Lage Nitrocellulose, auch „Zelluloid“ genannt, zwischen zwei Glasscheiben. Diese sollte im Falle eines Autounfalls die tödlichen Scherben festhalten. Bevor die dreilagige Scheibe 16 Jahre später erstmals im Auto eingesetzt wurde, setzte man sie während des ersten Weltkrieges zunächst in Gasmasken ein.
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