Das kontinuierliche Bestreben das Gewicht von Pkw zu reduzieren wird häufig dadurch verwirklicht, klassische Werkstoffe wie Stahl oder Glas zu ersetzen durch alternative Werkstoffe. In diesem Projekt wurde eine Heckscheibe, welche überlicherweise aus Mineralglas besteht, auf die Möglichkeit hin untersucht, diese aus Polymethylmethacrylat (PMMA) herzustellen.

 scheibenheizungPrototyp einer Heckscheibe aus PMMA mit Leiterbahnen.

Heckscheiben müssen neben den üblichen Anforderungen wie Strukturintegrität und optischer Klarheit weitere Eigenschaften bezüglich des Aufheizverhaltens und Temperaturverteilung aufweisen. Um Zeit und Kosten für aufwendige Prototypen zu sparen, wurden diverse Parameterstudien mit Hilfe numerischer Simulationen erstellt, um den optimalen Abstand von Leitungsbahngeometrie- und Abstand, sowie der eingespeisten Leistung zu ermitteln.

Heckscheibe FEMFEM Simulation der Heckscheibe.

Die auf Basis der FEM Simulationen gewonnen Erkenntnisse wurde verwendet, um einen finalen Prototyp mit optimalen geometrischen und thermischen Eigenschaften zu erstellen. Versuche an diesem Prototypen bezüglich Aufheiz- und Abtauverhalten wurden mit Infrarotthermographie überwacht und mit den Simulation verglichen. Hierbei zeigte sich eine hohe Vorhersagegenauigkeit der Simulation.

Heckscheibe IRInfrarot Aufnahme der Heckscheibe.

Veröffentlichungen

[1] A. Rühl, S. Kolling, V. Mende, B. Kiesewetter: Computational design of a heated PMMA window validated by infrared thermography. Glass Structures & Engineering, vol. 1(2): 375-383, doi: 10.1007/s40940-016-0004-7, 2016.

[2] A. Rühl, S. Kolling, V. Mende, B. Kiesewetter: Thermal simulation of heated PMMA rear windows. Proceedings of the 13th LS-DYNA Forum, Bamberg, 2014.

Projektträger: Industrielle Auftragsforschung
Laufzeit: 2013 bis 2014
Projektleiter: Prof. Dr. Stefan Kolling
Partner: Evonik Industries