DE10139354A1 - Cabriolet-Fahrzeug - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Cabriolet-Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Pick-Up-Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
- Aus der DE 199 30 616 C1 ist bekannt, ein Cabriolet-Fahrzeug, das ein zweiteiliges Festdach aufweist, derart auszubilden, daß die Dachteile ineinander geschachtelt abgelegt werden können. Das hintere Dachteil, welches die Heckscheibe umfaßt, ist dabei auf einer Kreisbahn schwenkbar und wird in einer gegenüber seiner aufrechten Stellung um etwa 90° um eine Fahrzeugquerachse eingeschwenkten Stellung abgelegt. Der Schwenkbewegung nachgeordnet ist ein Abwärtsverfahren des hinteren Dachteils mit dem parallel dazu liegenden vorderen Dachteil entlang einer Führungskulisse, die jeweils einer Karosserieaußenseite zugeordnet ist. Ein derartiger Ablagemechanismus benötigt einen erheblichen Raum in Fahrzeuglängsrichtung. Dadurch sind die Gestaltungsmöglichkeiten im Fahrzeug eingeengt.
- Zudem ist es für das Ineinanderschachteln des hinteren Dachteils und des diesem vorgeordneten Dachteils erforderlich, daß ein zweites Antriebsorgan für die Betätigung eines die beiden Dachteile verbindenden Gelenks und ein drittes Antriebsorgan für ein Abgleiten des vorderen Dachteils an einer Gleitschiene des hinteren Dachteils vorgesehen werden. Die unterschiedlichen Bewegungsphasen müssen dann nacheinander ablaufen. Der Steuerungsaufwand ist beträchtlich, ebenso der Montageaufwand für die mehreren vorgesehenen Antriebsorgane.
- Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Cabriolet-Fahrzeug der genannten Art hinsichtlich des Raumbedarfs des abgelegten Daches und des bewegten Daches sowie hinsichtlich der Einfachheit der Öffnungs- und Schließbewegung zu optimieren.
- Die Erfindung löst dieses Problem durch ein Cabriolet-Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Pick-Up-Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Hinsichtlich vorteilhafter Ausgestaltungen wird auf die abhängigen Ansprüche 2 bis 11 verwiesen.
- Bei Ausbildung jeweils nur eines einzigen Antriebsorgans pro Fahrzeugseite, das sowohl auf das hintere als auch auf das diesem vorgeordnete Dachteil einwirkt, ist der Steuerungsaufwand erheblich verringert. Allein durch Betätigung des jeweils gemeinsamen Antriebsorgans kann die Öffnungs- oder Schließbewegung des Daches ohne weitere Steuerungselemente in einem durchgehenden Bewegungsablauf durchgeführt werden.
- Eine besonders raumsparende Ablagemöglichkeit des Daches ergibt sich mit der Ausbildung einer Gelenkkette, mittels deren das hintere Dachteil allein durch Gegeneinanderverschwenken der in der Gelenkkette miteinander verbundenen Lenker bewegt werden kann.
- Die Gesamtbewegung des hinteren Dachteils ist somit eine Überlagerung einzelner Schwenkbewegungen, wobei ein translatorischer Anteil außerhalb des Antriebselements nicht enthalten zu sein braucht. Besonders vorteilhaft, allerdings nicht zwingend, ist die Ausbildung einer Gelenkkette gemäß Anspruch 2 mit der Ausbildung lediglich eines Antriebsorgans gemäß Anspruch 1. Über die Gelenkkette kann dann das Antriebsorgan die gesamte Schwenkbewegung in einzelne Schwenkbewegungen der einzelnen Lenker aufspalten und somit, aufgespalten in Teilbewegungen, einen fließenden Bewegungsablauf der Dachöffnungs- oder -schließbewegung bewirken.
- Wenn besonders vorteilhaft auch die Verbindung zwischen dem hinteren und dem diesen vorgeordneten Dachteil über eine Gelenkkette ausgebildet ist, kann eine reine Schwenkbewegung auch zur Ablage des vorgeordneten Dachteils dienen. Insbesondere können dann die beiden Gelenkketten miteinander zu einem gemeinsamen Vielgelenk verbunden sein, um eine gekoppelte Bewegung des hinteren und des vorgeordneten Dachteils allein über die Gelenkkette zu ermöglichen, ohne weiterer Steuerungsmittel o. dgl. zu bedürfen.
- Durch entsprechende Dimensionierung der jeweiligen Lenker in dem Vielgelenk kann eine Ablage des hinteren Dachteils erreicht werden, bei der dieses nur geringfügig verschwenkt und seine nahezu aufrechte Stellung, in der es bei geschlossenem Dach gehalten ist und in der es eine geringe Erstreckung längs zur Fahrtrichtung aufweist, auch im abgelegten Zustand beibehalten werden kann.
- Mit der Erfindung können auch sehr kurze Ablageräume genutzt werden, so daß beispielsweise auch ein Pick-Up-Fahrzeug als Cabriolet ausgebildet werden kann und dabei die Dachteile in dem engen Raum vor dem vorderen Ende eines offenen Laderaums gelegt werden können.
- Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus einem nachfolgend beschriebenen und der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung. In der Zeichnung zeigt:
- Fig. 1a ein erfindungsgemäßes Cabriolet-Fahrzeug, das als Pick-Up- Fahrzeug ausgebildet ist, in perspektivischer Vorderansicht, in geöffnetem Zustand des Daches,
- Fig. 1 b das Fahrzeug nach Fig. 1 in geschlossenem Zustand des Daches,
- Fig. 2 einen Ausschnitt, der im wesentlichen dem Bereich II in Fig. 1 entspricht, bei geschlossenem Dach,
- Fig. 3 eine perspektivische Ansicht von schräg links hinten auf den Dachbereich des Fahrzeugs nach Fig. 2,
- Fig. 4 eine Ansicht aus Richtung IV in Fig. 3 auf das Dach und seinen Antriebsmechanismus in der geschlossenen Stellung nach Fig. 2,
- Fig. 5 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 2 bei geschlossenem Dach, jedoch mit bereits geöffnetem Verdeckkastendeckel,
- Fig. 6 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 5 während der Öffnung des Daches, bei der die gezeigten zwei Dachteile sowohl relativ zueinander als auch relativ zur Fahrzeugkarosserie bewegt werden,
- Fig. 7 eine perspektivische Ansicht von schräg links hinten des Fahrzeugs im Öffnungszustand des Daches etwa gemäß Fig. 6,
- Fig. 8 eine Ansicht aus Richtung des Pfeils VIII in Fig. 7 auf das sich öffnende Dach,
- Fig. 9 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 6 bei weiter fortschreitender Öffnung des Daches,
- Fig. 10 eine perspektivische Ansicht von schräg links hinten auf das Fahrzeug im Öffnungszustand des Daches gemäß Fig. 9,
- Fig. 11 eine Ansicht des Daches aus Richtung des Pfeils XI in Fig. 10,
- Fig. 12 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 9 bei vollständig abgelegtem Dach,
- Fig. 13 eine perspektivische Ansicht auf den Dachbereich des Fahrzeugs in der vollständig geöffneten Stellung nach Fig. 12,
- Fig. 14 eine Ansicht aus Richtung des Pfeils XIV in Fig. 13.
- Das Cabriolet-Fahrzeug 1 gemäß Fig. 1 ist als sogenanntes Pick-Up-Fahrzeug ausgebildet, d. h., daß im vorderen Fahrzeugbereich eine Fahrerkabine 2 vorgesehen ist, die mit einer oder mehreren Sitzreihen ausgebildet sein kann. Im rückwärtigen Fahrzeugbereich findet sich eine offene Ladefläche 3.
- Das Cabriolet-Fahrzeug 1 weist im Ausführungsbeispiel ein Dach 4 mit zwei festen Dachteilen 5, 6 auf. Das Dachteil 5 ist dabei dem hinteren Dachteil 6, das auch eine Heckscheibe umfaßt, in Fahrtrichtung F vorgeordnet. Anstelle der gezeigten zwei festen Dachteile 5, 6 kommt auch eine andere Anzahl in Betracht. Ebenso ist es nicht zwingend, daß eine Dachkonstruktion, wie hier gezeigt, bei einem Pick-Up- Fahrzeug eingesetzt wird.
- Hinter dem geschlossenen Dach 4 ist gemäß dem gezeichneten Ausführungsbeispiel ein schwenkbarer Verdeckkastendeckel 8 vorgesehen, der mit seiner im mittleren Bereich vorderen Kante 9 an den rückwärtigen Bereich des hinteren Dachteils 6 anschließt und der bei geschlossenem Dach 4 geöffnet werden kann. Seitliche Schenkel 10 des Verdeckkastendeckels 8 erstrecken sich weiter nach vorne als die im mittleren Bereich liegende Vorderkante 9.
- In geschlossener Stellung (Fig. 1 bis Fig. 6) des Daches 4 steht das hintere Dachteil 6 im wesentlichen aufrecht, wohingegen das vordere Dachteil 5 im wesentlichen horizontal gelegen ist und in Fahrtrichtung F das Dach 4 in Richtung des Windschutzscheibenrahmens fortsetzt.
- Das Dach 4 ist insgesamt über ein karosseriefestes Hauptlager 12 beweglich gegenüber der Fahrzeugkarosserie gehalten. Hierfür umfaßt das Hauptlager 12 an jeder Fahrzeugseite einen karosseriefesten Lagerbock 13, an dem ein Antriebsorgan 14, hier als Hydraulikzylinder ausgebildet, gelagert ist.
- Dabei ist jeweils genau ein Antrieb pro Fahrzeugseite vorgesehen, mittels dessen sowohl das hintere Dachteil 6 als auch das diesem vorgeordnete Dachteil 5 gemeinsam beweglich sind.
- Hierfür steht der jeweilige Antrieb 14 über eine Gelenkkette 15 in Wirkverbindung mit dem hinteren Dachteil 6 sowie mit dem diesem vorgeordneten Dachteil 5. Für die Verbindung mit dem hinteren Dachteil 6 ist ein an der Gelenkkette 15 angeordneter Plattenkörper 16 vorgesehen, für die Verbindung mit dem vorgeordneten Dachteil 5 ein abgewinkelter Plattenkörper 17. Die Plattenkörper 16, 17 können beispielsweise mit den Dachteilen 6, 5 verschweißt, verklebt oder verschraubt sein. Auch andere Befestigungsmöglichkeiten kommen in Frage. Auch ist die Ausbildung von Plattenkörpern nicht zwingend. Ebenso sind andere Verbindungselemente mit den Dachteilen 5, 6 möglich.
- Es ist nicht zwingend, daß beide Dachteile 5, 6 über eine gemeinsame Gelenkkette 15 in Wirkverbindung mit dem Antrieb 14 stehen. Statt dessen ist auch möglich, daß lediglich das hintere Dachteil 6 über gelenkig miteinander verbundene Lenker 15 in Wirkverbindung mit dem Antrieb 14 steht.
- Im Ausführungsbeispiel koppelt die Gelenkkette 15 die Bewegungen der Dachteile 5 und 6, beide sind an dieser Gelenkkette 15 befestigt.
- Die Gelenkkette 15 umfaßt im einzelnen ein unteres Viergelenk A, ein oberes Viergelenk B sowie ein Synchronisationsgestänge C, das die beiden Viergelenke A und B miteinander verbindet. Dabei ist nicht zwingend, daß die Mehrgelenke A und B jeweils als Viergelenke ausgebildet sind, wie es hier gezeigt ist. In jedem Fall handelt es sich aber um Mehrgelenke.
- Das Viergelenk A, das das hintere Dachteil 6 mit dem Antrieb 14 verbindet, ist gebildet durch einen Teilbereich A1 des Lagerbocks 13 sowie einen gegenüberliegenden Lenker A2, der fest mit der Verbindungsplatte 16 zum hinteren Dachteil 6 verbunden oder mit diesem einstückig ausgebildet ist. Die Teile A1 und A2 sind durch Lenker A3 und A4 miteinander verbunden und bilden über die Schwenkachsen AS1, AS2, AS3 und AS4 insgesamt ein Gelenkparallelogramm aus.
- Das obere Viergelenk B, das das vordere Dachteil 5 mit dem Synchronisationsgestänge C verbindet, ist gebildet durch einen ersten Lenker B1, der fest mit der abgewinkelten Verbindungsplatte 17 zum vorderen Dachteil 5 oder mit dieser einstückig ausgebildet ist. Diesem gegenüber liegt ein weiterer Lenker B2. Die Lenker B1 und B2 sind durch weitere Lenker B3 und B4 zu einem Viergelenk miteinander verbunden und bilden über die Schwenkachsen BS1, BS2, BS3 und BS4 insgesamt ein Gelenkparallelogramm aus.
- Die Viergelenke A und B sind über ein Synchronisationsgestänge C miteinander verbunden, um dadurch die Krafteinleitung auf den Lenker A4 durch das Antriebsorgan 14 auf das Gesamtgestänge 15 und die daran festgelegten Dachteile 5, 6 übertragen zu können.
- Das Synchronisationsgestänge C umfaßt einen unteren Haupthebel C1 und einen oberen Haupthebel C2, die bei geschlossenem Dach 4 nahezu parallel zueinander liegen und beide über Ausleger der Verbindungsplatte 16 schwenkbar an den Lagerstellen CS1 und CS2 festgelegt sind.
- Der untere Haupthebel C1 ist über einen Zug- und Schubhebel C3, der über die Lagerstelle CS3 schwenkbar an einem Ausleger des dem unteren Viergelenk A zugeordneten Lenkers A3 gelagert ist, verbunden. Der Zughebel C3 greift über das Gelenk CS4 des Haupthebels C1, das zur anderen Anlenkung CS1 des Haupthebels C1 beabstandet ist, an diesem an. Durch Krafteinleitung über den Lenker C3 kann somit eine Verschwenkung des Haupthebels C1 um seine Anlenkung CS1 bewirkt werden.
- An dem freien, der Anlenkung CS1 abgewandten Ende des Hauptlenkers C1 ist dieser über ein Schwenkgelenk CS5 mit einem weiteren Zug- und Schubhebel C4 verbunden, der seinerseits sich von dieser Anlenkung CS5 bis hin zu dem abgewinkelten Lenker B3 des oberen Viergelenks erstreckt und an diesem in dem Gelenk CS6 angreift.
- Der obere Hauptlenker C2 ist über ein Gelenk CS7 mit dem Lenker B2 des oberen Viergelenks B verbunden. Dieser Lenker B2 weist einen Langschenkel auf, der sich zwischen den Schwenkgelenken BS3 und BS4 erstreckt, wobei das Schwenkgelenk BS4 die Verbindung zwischen den Lenkern B2 und B3 herstellt. Weiterhin weist der Lenker B2 einen mit C5 bezeichneten Kurzschenkel auf, der das Schwenkgelenk BS4 mit dem die Lenker B2 und C2 verbindenden Schwenkgelenk CS7 verbindet. Das Schwenkgelenk CS7 liegt in der Darstellung nach Fig. 2 vor dem Lenker B3, ist jedoch nicht unmittelbar mit diesem verbunden, sondern die Verbindung wird über das Schwenkgelenk BS4 hergestellt. Durch den Zug- und Schubhebel C4 kann somit ein Drehmoment des abgewinkelten Trägers B3 um die Anlenkung BS4 bewirkt werden, so daß durch Krafteinwirkung des Zughebels C4 das obere Viergelenk B geöffnet oder geschlossen werden kann.
- Mit den oberen und unteren Mehrgelenken B und A sowie dem dazwischen gesetzten Synchronisationsgestänge C ist insgesamt eine Vielgelenkkette 15 gebildet, deren Lenker alle miteinander lediglich schwenkgelenkig verbunden sind, ohne daß irgendwo eine Translationsbewegung, etwa in einer Führungskulisse, erforderlich wäre. Die Gesamtschwenkbewegung des Daches 4 wird allein durch das Gegeneinanderverschwenken der einzelnen in der Gelenkkette 15 enthaltenen Lenker bewirkt. Aufgrund der Vermittlung mittels des Synchronisationsgestänges C reicht hierfür ein einziger Antrieb 14 pro Fahrzeugseite aus. Es wäre auch möglich, einen zentralen Antrieb vorzusehen, der über etwa Umlenkgetriebe auf beide Fahrzeugseiten synchronisiert in der gleichen Weise einwirkt, wodurch dann insgesamt nur ein Antrieb vonnöten wäre, der jedoch durch seine Vermittlung in gleicher Weise synchron auf die beiden Fahrzeugseiten einwirken könnte.
- Um das Dach 4 aus der geschlossenen Stellung zu öffnen, wird auf die Kolbenstange 18 des Antriebs 14 eine Zugkraft ausgeübt. Über ihre Anlenkung an dem Lenker A4 des unteren Viergelenks A wird diese Kraft auf dieses Viergelenk derart übertragen, daß der Lenker A4 in Richtung des Pfeils 19 um das Schwenkgelenk AS2 aufschwenkt. Dabei wird das untere Viergelenk A geöffnet, wodurch der Lenker A2, der mit dem hinteren Dachteil 6 über das Verbindungselement 16 fest verbunden ist, abwärts bewegt wird, wobei die Bewegung entsprechend dem nahezu ausgebildeten Gelenkparallelogramm A eine im wesentlichen vertikale Hubbewegung ist, lediglich von einem geringen Schwenkwinkel überlagert.
- Über die Abwärtsbewegung des Lenkers A3 wird der an dem Gelenk CS3 mit diesem verbundene Zug- und Schubhebel C3 abwärts bewegt, wodurch das in Fahrtrichtung F vorgeordnete Ende des Haupthebels C1 des Synchronisationsgestänges C gegenüber dessen Lagerung an dem hinteren Verdeckteil 6 abwärts bewegt wird. Gleichzeitig mit der Abwärtsbewegung des hinteren Dachteils 6 wird dadurch auch eine Relativbewegung der Dachteile 5 und 6 zueinander vermittelt. Die Abwärtsschwenkbewegung des Haupthebels C1 wird über den Zughebel C4, der mit dem freien Ende CS5 des Haupthebels C1 verbunden ist, auf das Viergelenk B übertragen. Dabei wird der winkelförmige Hebel B3 um seine Lagerstelle BS4, mit der er an einem weiteren Lenker B2 des oberen Viergelenks B gehalten ist, aufgeschwenkt, wodurch das obere Viergelenk B insgesamt öffnet und das an diesem über die Verbindungsplatte 17 angehängte vordere Dachteil 5 gegenüber dem hinteren Dachteil 6 einwärts und abwärts verlagert wird.
- Bei weiterem Einfahren der Kolbenstange 18 des Antriebsorgans 14 öffnet das untere Viergelenk A weiter, wodurch die Abwärtsverlagerung des hinteren Dachteils 6 über die Verbindungsplatte 16 zwischen dem Viergelenk A und dem hinteren Dachteil 6 so weit fortgeführt wird, bis dieses Dachteil 6 in einer nahezu vertikalen Stellung unterhalb einer Fensterbrüstungslinie 20 der Karosserie gelagert wird. Dabei wird über den Zughebel C3 der Haupthebel C1 des Synchronisationsgestänges C weiter abwärts verschwenkt, wodurch dieser den abgewinkelten Hebel B3 des oberen Viergelenks B über den Zughebel C4 weiter abwärts verschwenkt und somit dafür sorgt, daß eine Übersetzung zwischen dem Schwenkwinkel für das untere Dachteil 6 und dem für das obere Dachteil 5 stattfindet. Während die genannten Dachteile in geschlossener Stellung des Daches unter einem großen Winkel zueinander stehen, weil das vordere Dachteil 5 nahezu horizontal und das hintere Dachteil 6 nahezu vertikal steht, können somit die Dachteile 5, 6 in Ablagestellung in eine parallel voreinander liegende Vertikalstellung gebracht werden, da der vordere Hebel B3 um etwa 90° verschwenkt. Über seine Anlenkung an dem Lenker B1, der fest mit dem oberen Dachteil 5 verbunden ist, zieht er damit das obere Dachteil 5 in die Parallelstellung zu dem hinteren Dachteil 6.
- Entsprechend umgekehrt ist der Bewegungsablauf beim Schließen des Daches 4. Die Zughebel C3 und C4 wirken dabei dann als Schubhebel auf die jeweiligen Viergelenke.
- In Fig. 6 beispielsweise ist die Fahrerkopfpositionskontur 21 eines sogenannten 95%-Mannes eingezeichnet. Daran wird deutlich, daß während der gesamten Dachöffnungs- oder Schließbewegung die volle Kopffreiheit für die Insassen erhalten bleibt. Es ist dennoch aufgrund der integrierten Bewegung der Dachteile 5, 6 gleichzeitig mit der Öffnungsbewegung des Gesamtdaches 4 nur eine geringe Außenhöhe während jeder Phase der Bewegung erforderlich. Das Dach 4 kann somit auch in flachen Räumen, etwa Garagen, geöffnet werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß die vordere Dachkante an einer niedrigen Decke anschlagen würde. Dieses ist verursacht dadurch, daß gleichzeitig mit dem Absenken des hinteren Dachteils 6 auch die Verschachtelung der Dachteile 5 und 6 ineinander beginnt und somit keine einzelnen Phasen hintereinander ablaufen.
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