DE10156011A1 - Verstellbares Deckelelement in einem Fahrzeug - Google Patents

Abstract

Ein verstellbares Deckelelement in einem Fahrzeug ist mittels einer Stellkinematik zwischen einer ersten Endposition und einer zweiten Endposition zu verstellen. Die Stellkinematik nimmt in beiden Endpositionen eine Übertotpunktlage ein.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein verstellbares Deckelelement in einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
• Die Druckschrift DE 196 13 917 A1 beschreibt eine Abdeckanordnung für einen im Heckbereich eines Fahrzeugs angeordneten Verdeckkasten, in welchen ein versenkbares Fahrzeugverdeck in Ablagestellung hineinzuschwenken ist. Die Abdeckanordnung besteht aus zwei Plattenelementen, welche mittels einer karosserieseitig gehaltenen Stellkinematik zwischen einer den Verdeckkasten überdeckenden Abdecklage und einer Öffnungslage, die die Abdeckanordnung während der Überführung des Fahrzeugverdecks zwischen Schließ- und Ablageposition einnimmt, zu verstellen sind. Die Abdeckanordnung befindet sich bei geschlossenem Fahrzeugverdeck im Bereich der Fahrzeuginnenseite und übernimmt die Funktion einer Hutablage. Die die Abdeckanordnung beaufschlagende Stellkinematik umfasst eine Mehrzahl zusammenwirkender und schwenkbar gelagerter Hebel, die über einen Lenker mit der Dachkinematik gekoppelt sind, wodurch die Stellkinematik der Abdeckanordnung bei einer Öffnungs- oder Schließbewegung des Fahrzeugverdecks automatisch zwangsbetätigt wird und die Abdeckanordnung zwischen ihrer Abdecklage und ihrer Öffnungslage verstellt wird.
• In der horizontalen Abdeckposition, in welcher die Abdeckanordnung die Funktion einer Hutablage einnimmt, ist darauf zu achten, dass die Abdeckanordnung auch unter dem Eindruck ihres Eigengewichtes bzw. eines auf den Plattenelementen der Abdeckanordnung abgestellten Gegenstandes ihre horizontale Position beibehält, was beispielsweise über eine Verriegelung der Stellkinematik erreicht werden kann. Gleiches gilt für die Öffnungslage der Abdeckanordnung, die während der Überführungsbewegung des Fahrzeugverdecks zwischen dessen Schließ- und dessen Ablageposition eingehalten werden muss, um einen ausreichenden Bewegungsraum für die Überführungsbewegung des Fahrzeugverdeckes zu gewährleisten.
• Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein verstellbares Deckelelement in einem Fahrzeug in seinen beiden Endpositionen mit einfachen Mitteln sicher zu halten.
• Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
• Die Stellkinematik des Deckelelementes nimmt in beiden Endpositionen jeweils eine Übertotpunktlage ein, welche ein unbeabsichtigtes Verstellen aus der jeweiligen Endposition heraus zuverlässig verhindert. Dadurch kann insbesondere verhindert werden, dass das Deckelelement in unbeabsichtigter Weise allein auf Grund seines Eigengewichtes oder auf Grund des Gewichtes eines darauf abgestellten Gegenstandes seine jeweilige Endposition verlässt. Eine Überführungsbewegung aus einer Endposition in Richtung der zweiten Endposition kann dagegen über die Betätigung der Stellkinematik ohne weiteres durchgeführt werden.
• Diese Ausführung eignet sich in besonderer Weise für ein Deckelelement, welches als Hutablage eingesetzt wird und einen Stauraum bzw. Verdeckkasten für ein verstellbares Fahrzeugverdeck ganz oder teilweise überdeckt. Die Hutablage kann zwischen einer horizontalen Abdeckposition über dem Verdeckkasten und einer Öffnungsposition, in welcher der Verdeckkasten freigegeben ist, verstellt werden; sowohl die Abdeckposition als auch die Öffnungsposition stellen Endlagen der Hutablage dar, die zuverlässig eingehalten werden müssen, wobei die Abdeckposition der Schließstellung und auch der Ablagestellung des Fahrzeugverdeckes entspricht und die Öffnungsposition von der Hutablage während der Überführungsbewegung des Fahrzeugverdecks zwischen Schließ- und Ablageposition eingenommen werden muss, um die Öffnung des Verdeckkastens freizugeben.
• In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Stellkinematik in beiden Endpositionen jeweils die gleiche Übertotpunktlage einnimmt. Während der Überführung zwischen beiden Endpositionen befindet sich die Stellkinematik in einer Arbeitslage außerhalb der Übertotpunktsituation. Bei Annäherung an die eine bzw. die andere Endposition wird eine Totpunktstellung der Kinematik überschritten und die Übertotpunktlage eingenommen.
• Vorteilhaft besteht die Stellkinematik des Deckelelementes zum einen aus einer die Deckelbewegung erzeugenden Deckelkinematik und zum anderen aus einer Blockierkinematik, die jeweils Teilkinematiken der Stellkinematik repräsentieren. Deckelkinematik und Blockierkinematik sind über einen Koppellenker verbunden, welcher Bestandteil der Blockierkinematik ist. Die Blockierkinematik kann in Bezug auf die Wirklinie des Koppellenkers - welche die Übertragungs-Kraftlinie kennzeichnet und üblicherweise mit der Längsachse des Koppellenkers übereinstimmt - in eine Übertotpunktlage gesetzt werden, wodurch jede Bewegung der Deckelkinematik und damit auch des Deckelelementes blockiert ist. Die Blockierkinematik wirkt über den Koppellenker auf die Deckelkinematik ein.
• Zur Verstellung des Deckelelementes aus seinen jeweiligen Endpositionen heraus wird vorteilhaft die Blockierkinematik beaufschlagt und aus ihrer jeweiligen Übertotpunktlage herausgehoben. Dies kann beispielsweise mit Hilfe eines Aktuators erfolgen, welcher an der Blockierkinematik angreift. Alternativ kommt aber auch eine Kopplung mit einer weiteren Kinematik, beispielsweise mit der Dachkinematik eines verstellbaren Fahrzeugverdecks, in Betracht. Die Deckelkinematik dagegen bleibt zweckmäßig unbeaufschlagt von Aktuatoren oder Kopplungen mit weiteren Kinematiken mit Ausnahme der Blockierkinematik.
• Die Blockierkinematik umfasst bevorzugt zusätzlich zu dem Koppellenker auch einen Totpunktlenker, welcher einenends über ein erstes Gelenk mit einem weiteren Fahrzeugbauteil, beispielsweise mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist und anderenends über ein zweites Gelenk mit dem Koppellenker verbunden ist, derart, dass in den Endpositionen des Deckelelements die Wirklinie des Koppellenkers auf einer ersten Seite des ersten Gelenks zwischen Totpunktlenker und weiterem Fahrzeugbauteil und in den Zwischenpositionen zwischen den beiden Endpositionen auf der anderen, gegenüberliegenden Seite des ersten Gelenks läuft. In den Endpositionen wird dadurch bei einer Kraftübertragung, ausgehend vom Deckelelement, von der Deckelkinematik über den Koppellenker auf die Blockierkinematik ein den Totpunktlenker in seine Übertotpunktlage beaufschlagendes Moment erzeugt, welches den Totpunktlenker blockiert. In den Zwischenpositionen dagegen verläuft die Wirklinie des Koppellenkers auf der gegenüberliegenden Seite des Gelenks außerhalb der Übertotpunktlage, in der Bewegungen des Deckelelementes möglich sind.
• Die Deckelkinematik kann beispielsweise als Viergelenkkinematik ausgeführt sein, die insbesondere bei der Überführung zwischen beiden Endpositionen eine Schwenkbewegung von etwa 180°, zweckmäßig jedoch weniger als 180° ausführt. Das Deckelelement nimmt in dieser Ausführung in beiden Endpositionen näherungsweise parallele Lagen ein und ist insbesondere in der Ausführung als Hutablage in beiden Endpositionen horizontal ausgerichtet. Die Beschränkung auf eine Winkelbewegung kleiner als 180° bei Einsatz eines Viergelenks als Deckelkinematik stellt sicher, dass die Deckelkinematik keine Übertotpunktlagen einnimmt; die Übertotpunktlagen werden vielmehr ausschließlich von der Blockierkinematik erreicht, welche über den Koppellenker mit der Deckelkinematik verbunden ist.
• Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
• Fig. 1 ein verstellbares Fahrzeugverdeck in Schließposition mit einer andeutungsweise dargestellten, als Deckelelement ausgeführten Hutablage, die über eine Stellkinematik zu bewegen ist,
• Fig. 2 das Deckelelement und die Stellkinematik in einer vergrößerten Darstellung in einer Zwischenposition zwischen den beiden Endlagen des Deckelelementes,
• Fig. 3 das Deckelelement in einer ersten Endposition,
• Fig. 4 das Deckelelement in seiner gegenüberliegenden, zweiten Endposition.
• In den folgenden Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
• Das in Fig. 1 dargestellte Fahrzeugverdeck 1 ist zwischen der gezeigten Schließposition und einer Ablageposition zu verstellen, in welcher das Fahrzeugverdeck in einem heckseitigen Verdeckkasten verstaut ist. Bei dem Fahrzeugverdeck 1 handelt es sich zweckmäßig um ein Hardtop mit einem vorderen Dachteil 2 und einem hinteren, eine Heckscheibe aufweisenden Dachteil 3, die über eine Dachkinematik zu verstellen sind. Im Rahmen der Erfindung kommen aber auch Softtops in Frage.
• Im hinteren Abschnitt des Fahrzeugverdeckes 1 befindet sich im Fahrzeuginnenraum ein verstellbares Deckelelement 4, welches insbesondere die Funktion einer Hutablage einnimmt und zwischen der gezeigten horizontalen Abdeckstellung, welche eine erste Endposition repräsentiert und in der ein darunter liegender Verdeckkasten überdeckt ist, und einer zweiten Endposition zu verstellen ist, die gleichbedeutend ist mit einer Öffnungsstellung des Deckelelementes 4, in welcher der Verdeckkasten zum Überführen des Fahrzeugverdeckes zwischen Schließ- und Ablageposition geöffnet ist. Dem Deckelelement 4 ist eine Stellkinematik 5 zur Überführung des Deckelementes zwischen seinen beiden Endpositionen zugeordnet. Über die Stellkinematik 5 ist das Deckelelement 4 an ein Bauteil 6 des Fahrzeuges angekoppelt, insbesondere karosseriefest angebunden. Die Stellkinematik 5 ist zweckmäßig auf elektronischer Ebene mit der Dachkinematik gekoppelt, indem das Deckelelement aus der gezeigten ersten Endposition heraus in die zweite Endposition zum Öffnen des Verdeckkastens überführt wird, sobald das Fahrzeugverdeck geöffnet oder geschlossen wird. Gegebenenfalls kommt aber auch eine mechanische Kopplung zwischen der Stellkinematik 5 und der Dachkinematik in Betracht.
• Fig. 2 zeigt im Detail das Deckelelement 4 einschließlich Stellkinematik 5 in einer Zwischenposition zwischen seinen beiden Endlagen. Die Stellkinematik 5 umfasst zwei Teilkinematiken: zum einen eine Deckelkinematik 7, welche für die Bewegung des Deckelelementes 4 verantwortlich ist, und zum anderen eine Blockierkinematik 8, die mit der Deckelkinematik 7 zusammenwirkt und diese bzw. das Deckelelement 4 in beiden Endpositionen blockiert. Sowohl die Deckelkinematik 7 als auch die Blockierkinematik 8 sind an das Bauteil 6 des Fahrzeuges angekoppelt, bei dem es sich zweckmäßig um ein karosserieseitiges Bauteil handelt.
• Die Deckelkinematik 7 ist zweckmäßig als Viergelenkkinematik ausgeführt und umfasst einen ersten Viergelenkhebel 9 sowie einen zweiten Viergelenkhebel 10, die beide sowohl mit dem Bauteil 6 als auch mit dem Deckelelement 4 gelenkig gekoppelt sind. Die Viergelenkkinematik ermöglicht eine Stellbewegung des Deckelelementes zwischen seinen Endpositionen um annähernd 180°.
• Der Blockierkinematik 8 ist ein Koppellenker 11 zugeordnet, welcher eine Verbindung zwischen der Blockierkinematik und der Deckelkinematik 7 herstellt. Der Koppellenker 11 ist einenends über ein Gelenk 11a mit dem ersten Viergelenkhebel 9 und anderenends über ein Gelenk 12b mit einem Totpunktlenker 12 der Blockierkinematik verbunden. Der Totpunktlenker 12 ist auf seiner gegenüberliegenden Seite über ein Gelenk 12a gelenkig mit einer Konsole 13 verbunden, welche fest mit dem Bauteil 6 verbunden ist oder Bestandteil dieses Bauteiles ist.
• Des Weiteren ist ein Aktuator 14 vorgesehen, beispielsweise ein hydraulisch betätigbares Stellelement, das ebenfalls an das Bauteil 6 angebunden ist und über einen Übertragungslenker 15 sowie einen Zwischenlenker 16 den Totpunktlenker 12 beaufschlagt. Der Übertragungslenker 15 ist einenends über ein Gelenk mit dem Bauteil 6 schwenkbar verbunden und andererseits über ein weiteres Gelenk mit dem Zwischenlenker 16 gelenkig gekoppelt, welcher seinerseits über ein weiteres Gelenk schwenkbar mit dem Totpunktlenker 12 verbunden ist. Der Aktuator 14 weist eine translatorisch ein- und ausfahrbare Stellstange auf, wobei die translatorische Stellbewegung des Aktuators 14 über den Übertragungslenker 15 und den Zwischenlenker 16 in eine rotatorische Bewegung des Totpunktlenkers 12 umgesetzt wird. Über die Kopplung des Totpunktlenkers 12 über das Gelenk 12b mit dem Koppellenker 11 führt bei einer Schwenkbewegung des Totpunktlenkers auch der Koppellenker 11 eine Stellbewegung durch, die über das Gelenk 11a des Koppellenkers am ersten Viergelenkhebel 9 auf die Deckelkinematik 7 übertragen wird und eine Überführung des Deckelelementes 4 zwischen seinen Endpositionen auslöst.
• Es sei darauf hingewiesen, dass die Wirklinie 17 des Koppellenkers 11 zwischen den Gelenken 11a und 12b - die Wirklinie 17 stellt zugleich die Längsachse des Koppellenkers dar - in der in Fig. 2 dargestellten Zwischenlage des Deckelelementes zwischen seinen Endpositionen auf Abstand zur Gelenkachse des Gelenks 12a des Totpunktlenkers 12 an der Konsole 13 liegt.
• Bei einer Betätigung des Aktuators 14 in Pfeilrichtung 18a werden der Koppellenker 11 in Pfeilrichtung 19a und die beiden Hebel 9 und 10 der Deckelkinematik 7 in Pfeilrichtung 20a verstellt; die mit durchgezogenem Strich dargestellte Bewegungsrichtung gemäß den Pfeilen 18a bis 20a ist auch in Fig. 3 dargestellt.
• Bei einer Bewegung des Aktuators 14 gemäß Pfeilrichtung 18b - eine Ausfuhrbewegung des Stellgliedes des Aktuators - erfolgt eine Stellbewegung des Koppellenkers 11 gemäß Pfeilrichtung 19b und eine Schwenkbewegung der Viergelenkhebel 9 und 10 in Pfeilrichtung 20b in Richtung der gegenüberliegenden Endposition des Deckelelementes 4; diese, mit strichlierten Pfeilen dargestellte Bewegungsrichtung findet sich auch in Fig. 4 wieder.
• In Fig. 3 ist das Deckelelement 4 in seiner ersten Endposition gezeigt, die andeutungsweise auch in Fig. 1 dargestellt ist. In dieser Position befindet sich die Blockierkinematik 8 in einer Übertotpunktlage, die eine versehentliche Bewegung des Deckelelements 4 in Richtung seiner gegenüberliegenden Endposition zuverlässig verhindert. In der Übertotpunktlage liegt das Gelenk 12a zwischen dem Totpunktlenker 12 und der Konsole 13 bzw. dem Bauteil 6 jenseits der Wirklinie 17 des Koppellenkers 11, was zur Folge hat, dass bei einer Belastung des Deckelelementes 4 in Pfeilrichtung 21, beispielsweise verursacht durch das Eigengewicht des Deckelelementes 4 oder durch das Gewicht eines auf dem Deckelelement 4 abgestellten Gegenstandes, die Viergelenkhebel 9 und 10 zwar in Pfeilrichtung 20a und über die Kopplung des Gelenks 11a auch der Koppellenker 11 in Pfeilrichtung 19a beaufschlagt wird, dies jedoch nur den Totpunktlenker 12 in Richtung seiner Übertotpunktlage beaufschlagt, die vorteilhaft durch einen Anschlag abgestützt ist. Somit wird verhindert, dass eine Belastung des Deckelelementes in Pfeilrichtung 21 zu einer Bewegung des Deckelelementes führt.
• Um das Deckelelement 4 aus der in Fig. 3 dargestellten, ersten Endposition in die in Fig. 4 gezeigte, zweite Endposition zu überführen, muss der Aktuator 14 in Pfeilrichtung 18a verstellt werden. Daraufhin wird die Bewegung gemäß Pfeilen 19a und 20a ausgeführt.
• Auch in der zweiten Endposition gemäß Fig. 4 befindet sich die Blockierkinematik 8 in ihrer Übertotpunktlage, die vorteilhaft identisch ist mit der Übertotpunktlage der ersten Endposition gemäß Fig. 3. Auch in der zweiten Endposition liegt das Gelenk 12a jenseits der Wirklinie 17 des Koppellenkers 11, so dass eine Belastung des Deckelelementes 4 in Pfeilrichtung 22, die eine Bewegung gemäß Pfeilrichtungen 20b und 19b erzeugen möchte, den Totpunktlenker 12 nur weiter in Richtung seiner Übertotpunktlage beaufschlagt, die über den Anschlag abgestützt ist. Die Übertotpunktlage gemäß Fig. 4 kann nur verlassen werden, wenn der Aktuator 14 gemäß Pfeilrichtung 18b ausgefahren wird.
• In beiden Endlagen gemäß den Fig. 3 und 4 befindet sich die Wirklinie 17 des Koppellenkers 11 auf der gleichen Seite in Bezug auf das Gelenk 12a zwischen Totpunktlenker 12 und Konsole 13. In den Zwischenpositionen zwischen beiden Endlagen liegt dagegen die Wirklinie 17 auf der gegenüberliegenden Seite in Bezug auf das Gelenk 12a, siehe Fig. 2.

Claims (12)

1. Verstellbares Deckelelement in einem Fahrzeug, das mittels einer Stellkinematik (5) zwischen einer ersten Endposition und einer zweiten Endposition verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellkinematik (5)in beiden Endpositionen eine Übertotpunktlage einnimmt.

2. Deckelelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellkinematik (5) in beiden Endpositionen die gleiche Übertotpunktlage einnimmt.

3. Deckelelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellkinematik (5) aus einer die Deckelbewegung erzeugenden Deckelkinematik (7) und einer Blockierkinematik (8) besteht, die einen Koppellenker (11) umfasst, welcher mit der Deckelkinematik (7) gekoppelt ist, wobei die Blockierkinematik (8) in den Endpositionen des Deckelelements (4) in Bezug auf die Wirklinie (17) des Koppellenkers (11) in der Übertotpunktlage steht.

4. Deckelelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Blockierkinematik (8) einen Totpunktlenker (12) umfasst, der über ein erstes Gelenk (12a) mit einem weiteren Bauteil (Konsole 13) des Fahrzeugs und über ein zweites Gelenk (12b) mit dem Koppellenker (11) verbunden ist, wobei in den Endpositionen des Deckelelements (4) die Wirklinie (17) des Koppellenkers (11) diesseits und in den Zwischenpositionen zwischen den Endpositionen jenseits des ersten Gelenks (12a) des Totpunktlenkers (12) verläuft.

5. Deckelelement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckelkinematik (7) als Viergelenkkinematik ausgebildet ist.

6. Deckelelement nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Blockierkinematik (8) von einem Aktuator (14) beaufschlagt ist.

7. Deckelelement nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (14) an einem Übertragungslenker (15) angreift, der gelenkig mit einem Zwischenlenker (16) gekoppelt ist, welcher gelenkig mit dem Totpunktlenker (12) verbunden ist, wobei der Übertragungslenker (15) gelenkig mit einem Bauteil (6) des Fahrzeugs verbunden ist.

8. Deckelelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelelement (4) bei der Überführung zwischen beiden Endpositionen eine Schwenkbewegung von weniger als 180° ausführt.

9. Deckelelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in beiden Endpositionen das Deckelelement (4) näherungsweise parallel ausgerichtet ist.

10. Deckelelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelelement (4) eine Hutablage in einem Fahrzeug mit versenkbarem Fahrzeugverdeck (1) bildet.

11. Deckelelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Endposition einer horizontalen Abdeckstellung und die zweite Endposition einer aus der Abdeckstellung verstellten Öffnungsstellung entspricht, wobei die Abdeckstellung der Schließposition des Fahrzeugverdecks und die Öffnungsstellung der Überführungsbewegung des Fahrzeugverdecks zwischen Schließ- und einer Ablageposition zugeordnet ist.

12. Deckelelement nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Hutablage in Abdeckstellung einen Verdeckkasten zur Aufnahme eines verstellbaren Fahrzeugverdecks (1) überdeckt.