DE10156011C2 - Verstellbares Deckelelement in einem Fahrzeug - Google Patents

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 Abdeckanord­ nung für einen im Heckbereich eines Fahrzeugs angeordneten Ver­ deckkasten, in welchen ein versenkbares Fahrzeugverdeck in Ab­ lagestellung hineinzuschwenken ist. Die Abdeckanordnung besteht aus zwei Plattenelementen, welche mittels einer karosseriesei­ tig gehaltenen Stellkinematik zwischen einer den Verdeckkasten überdeckenden Abdecklage und einer Öffnungslage, die die Ab­ deckanordnung während der Überführung des Fahrzeugverdecks zwi­ schen Schließ- und Ablageposition einnimmt, zu verstellen sind. Die Abdeckanordnung befindet sich bei geschlossenem Fahrzeug­ verdeck im Bereich der Fahrzeuginnenseite und übernimmt die Funktion einer Hutablage. Die die Abdeckanordnung beaufschla­ gende 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 Ab­ deckanordnung zwischen ihrer Abdecklage und ihrer Öffnungslage verstellt wird.

In der horizontalen Abdeckposition, in welcher die Abdeckanord­ nung die Funktion einer Hutablage einnimmt, ist darauf zu ach­ ten, dass die Abdeckanordnung auch unter dem Eindruck ihres Ei­ gengewichtes bzw. eines auf den Plattenelementen der Abdeckan­ ordnung abgestellten Gegenstandes ihre horizontale Position beibehält, was beispielsweise über eine Verriegelung der Stell­ kinematik erreicht werden kann. Gleiches gilt für die Öffnungs­ lage der Abdeckanordnung, die während der Überführungsbewegung des Fahrzeugverdecks zwischen dessen Schließ- und dessen Abla­ geposition eingehalten werden muss, um einen ausreichenden Be­ wegungsraum für die Überführungsbewegung des Fahrzeugverdeckes zu gewährleisten.

Aus der Druckschrift DE 199 60 905 C1 ist ein Verdeckkastende­ ckel zum Abdecken eines Stauraumes zur Aufnahme eines Cabrio­ let-Fahrzeugverdecks bekannt, der mittels einer ansteuerbaren Deckelkinematik zwischen einer Schließstellung und einer Offen­ stellung verstellbar ist. Zur Sicherung des Deckels in Schließ­ stellung ist eine Deckelverriegelung in der Fahrzeugverkleidung vorgesehen, die einen Verriegelungsbolzen und eine den Verrie­ gelungsbolzen in Schließstellung aufnehmende Aufnahmeöffnung umfasst. Ein versehentliches Lösen des Verriegelungsbolzens in Achsrichtung aus der Aufnahmeöffnung heraus wird durch eine Ü­ bertotpunkt-Kinematik verhindert, welche Bestandteil der De­ ckelkinematik ist. Auf diese Weise ist der Deckel in seiner Schließposition durch die Übertotpunkt-Kinematik gesichert. Darüber hinaus sind aber keine weiteren Übertotpunktlagen des Verdeckkastendeckels vorgesehen.

Aus der nicht vorveröffentlichten Druckschrift DE 100 26 841 A1 ist ein Tankklappen-Füllstutzentopf-Modul für Kraftfahrzeuge bekannt, dessen Tankklappe über ein Schwenklager mit einer Fahrzeug-Seitenwand schwenkbar verbunden ist, wobei dem Schwenklager eine Übertotpunkt-Federmechanik mit einer Druckfe­ der zugeordnet ist, die die Tankklappe in Schließ- bzw. Öff­ nungsstellung hält. Sowohl die Schließ- als auch die Öffnungs­ stellung der Tankklappe stellen Übertotpunktlagen dar, in denen die Druckfeder jeweils unterschiedliche Positionen einnimmt, zwischen denen die Druckfeder beim Öffnen und Schließen des Tankdeckels bewegt werden muss. Der häufige Positionswechsel der Druckfeder kann zu Verschleiß und Fehlfunktionen führen.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein verstellbares De­ ckelelement in einem Fahrzeug in seinen beiden Endpositionen mit einfachen Mitteln sicher zu halten.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des An­ spruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiter­ bildungen an.

Die Stellkinematik des Deckelelementes nimmt in beiden Endposi­ tionen jeweils die gleiche Übertotpunktlage ein, welche ein un­ beabsichtigtes 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 Endposi­ tion verlässt. Eine Überführungsbewegung aus einer Endposition in Richtung der zweiten Endposition kann dagegen über die Betä­ tigung der Stellkinematik ohne weiteres durchgeführt werden.

Diese Ausführung eignet sich in besonderer Weise für ein De­ ckelelement, welches als Hutablage eingesetzt wird und einen Stauraum bzw. Verdeckkasten für ein verstellbares Fahrzeugver­ deck ganz oder teilweise überdeckt. Die Hutablage kann zwischen einer horizontalen Abdeckposition über dem Verdeckkasten und einer Öffnungsposition, in welcher der Verdeckkasten freigege­ ben 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 Fahrzeug­ verdeckes 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.

Während der Überführung zwischen beiden Endpositionen befindet sich die Stellkinematik in einer Arbeitslage außerhalb der Ü­ bertotpunktsituation. Bei Annäherung an die eine bzw. die ande­ re Endposition wird eine Totpunktstellung der Kinematik über­ schritten und die Übertotpunktlage eingenommen.

Die Stellkinematik des Deckelelementes besteht zum einen aus einer die Deckelbewegung erzeugenden Deckelkinematik und zum anderen ans einer Blockierkinematik, die jeweils Teilkinemati­ ken der Stellkinematik repräsentieren. Deckelkinematik und Blo­ ckierkinematik 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 Übertot­ punktlage gesetzt werden, wodurch jede Bewegung der Deckelkine­ matik und damit auch des Deckelelementes blockiert ist. Die Blockierkinematik wirkt über den Koppellenker auf die Deckelki­ nematik ein.

Zur Verstellung des Deckelelementes aus seinen jeweiligen End­ positionen heraus wird 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 Be­ tracht. Die Deckelkinematik dagegen bleibt zweckmäßig unbeauf­ schlagt von Aktuatoren oder Kopplungen mit weiteren Kinematiken mit Ausnahme der Blockierkinematik.

Die Blockierkinematik umfasst 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 Kop­ pellenkers auf einer ersten Seite des ersten Gelenks zwischen Totpunktlenker und weiterem Fahrzeugbauteil und in den Zwi­ schenpositionen zwischen den beiden Endpositionen auf der ande­ ren, gegenüberliegenden Seite des ersten Gelenks läuft. In den Endpositionen wird dadurch bei einer Kraftübertragung, ausge­ hend vom Deckelelement, von der Deckelkinematik über den Kop­ pellenker 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 gegenüberlie­ genden 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°, zweck­ mäßig jedoch weniger als 180° ausführt. Das Deckelelement nimmt in dieser Ausführung in beiden Endpositionen näherungsweise pa­ rallele Lagen ein und ist insbesondere in der Ausführung als Hutablage in beiden Endpositionen horizontal ausgerichtet. Die Beschränkung auf eine Winkelbewegung kleiner als 180° bei Ein­ satz eines Viergelenks als Deckelkinematik stellt sicher, dass die Deckelkinematik keine Übertotpunktlagen einnimmt; die Über­ totpunktlagen werden vielmehr ausschließlich von der Blockier­ kinematik erreicht, welche über den Koppellenker mit der De­ ckelkinematik verbunden ist.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu ent­ nehmen. Es zeigen:

Fig. 1 ein verstellbares Fahrzeugverdeck in Schließposition mit einer andeutungsweise dargestellten, als Deckel­ element ausgeführten Hutablage, die über eine Stell­ kinematik 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, zwei­ ten Endposition.

In den folgenden Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Be­ zugszeichen versehen.

Das in Fig. 1 dargestellte Fahrzeugverdeck 1 ist zwischen der gezeigten Schließposition und einer Ablageposition zu verstel­ len, in welcher das Fahrzeugverdeck in einem heckseitigen Ver­ deckkasten 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 Öffnungsstel­ lung des Deckelelementes 4, in welcher der Verdeckkasten zum Ü­ berführen des Fahrzeugverdeckes zwischen Schließ- und Ablagepo­ sition geöffnet ist. Dem Deckelelement 4 ist eine Stellkinema­ tik 5 zur Überführung des Deckelementes zwischen seinen beiden Endpositionen zugeordnet. Über die Stellkinematik 5 ist das De­ ckelelement 4 an ein Bauteil 6 des Fahrzeuges angekoppelt, ins­ besondere karosseriefest angebunden. Die Stellkinematik 5 ist zweckmäßig auf elektronischer Ebene mit der Dachkinematik ge­ koppelt, indem das Deckelelement aus der gezeigten ersten End­ position heraus in die zweite Endposition zum Öffnen des Ver­ deckkastens überführt wird, sobald das Fahrzeugverdeck geöffnet oder geschlossen wird. Gegebenenfalls kommt aber auch eine me­ chanische Kopplung zwischen der Stellkinematik 5 und der Dach­ kinematik in Betracht.

Fig. 2 zeigt im Detail das Deckelelement 4 einschließlich Stellkinematik 5 in einer Zwischenposition zwischen seinen bei­ den Endlagen. Die Stellkinematik 5 umfasst zwei Teilkinemati­ ken: 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 zusammen­ wirkt und diese bzw. das Deckelelement 4 in beiden Endpositio­ nen blockiert. Sowohl die Deckelkinematik 7 als auch die Blo­ ckierkinematik 8 sind an das Bauteil 6 des Fahrzeuges angekoppelt, bei dem es sich zweckmäßig um ein karosserieseitiges Bau­ teil handelt.

Die Deckelkinematik 7 ist zweckmäßig als Viergelenkkinematik ausgeführt und umfasst einen ersten Viergelenkhebel 9 sowie ei­ nen zweiten Viergelenkhebel 10, die beide sowohl mit dem Bau­ teil 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 ande­ renends über ein Gelenk 12b mit einem Totpunktlenker 12 der Blockierkinematik verbunden. Der Totpunktlenker 12 ist auf sei­ ner gegenüberliegenden Seite über ein Gelenk 12a gelenkig mit einer Konsole 13 verbunden, welche fest mit dem Bauteil 6 ver­ bunden 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 beauf­ schlagt. Der Übertragungslenker 15 ist einenends über ein Ge­ lenk mit dem Bauteil 6 schwenkbar verbunden und andererseits ü­ ber ein weiteres Gelenk mit dem Zwischenlenker 16 gelenkig ge­ koppelt, welcher seinerseits über ein weiteres Gelenk schwenk­ bar 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 ro­ tatorische 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 Totpunkt­ lenkers 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 Überfüh­ rung des Deckelelementes 4 zwischen seinen Endpositionen aus­ löst.

Es sei darauf hingewiesen, dass die Wirklinie 17 des Koppellen­ kers 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 zwi­ schen seinen Endpositionen auf Abstand zur Gelenkachse des Ge­ lenks 12a des Totpunktlenkers 12 an der Konsole 13 liegt.

Bei einer Betätigung des Aktuators 14 in Pfeilrichtung 18a wer­ den der Koppellenker 11 in Pfeilrichtung 19a und die beiden He­ bel 9 und 10 der Deckelkinematik 7 in Pfeilrichtung 20a ver­ stellt; die mit durchgezogenem Strich dargestellte Bewegungs­ richtung gemäß den Pfeilen 18a bis 20a ist auch in Fig. 3 dar­ gestellt.

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 Pfeil­ richtung 20b in Richtung der gegenüberliegenden Endposition des Deckelelementes 4; diese, mit strichlierten Pfeilen dargestell­ te 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 Ge­ lenk 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 Ei­ gengewicht des Deckelelementes 4 oder durch das Gewicht eines auf dem Deckelelement 4 abgestellten Gegenstandes, die Vierge­ lenkhebel 9 und 10 zwar in Pfeilrichtung 20a und über die Kopp­ lung 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 ü­ berführen, 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 ei­ ne Belastung des Deckelelementes 4 in Pfeilrichtung 22, die ei­ ne Bewegung gemäß Pfeilrichtungen 20b und 19b erzeugen möchte, den Totpunktlenker 12 nur weiter in Richtung seiner Übertot­ punktlage 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 Be­ zug 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 (9)

1. Verstellbares Deckelelement in einem Fahrzeug, das mittels einer Stellkinematik (5) zwischen einer ersten Endposition und einer zweiten Endposition verstellbar ist, wobei die Stellkine­ matik in eine Übertotpunktlage überführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellkinematik (5) aus einer die Deckelbewegung erzeu­ genden Deckelkinematik (7) und einer Blockierkinematik (8) be­ steht, die einen Koppellenker (11) umfasst, welcher mit der De­ ckelkinematik (7) gekoppelt ist, und dass die Blockierkinematik (8) einen Totpunktlenker (12) umfasst, der über ein erstes Ge­ lenk (12a) mit einem weiteren Bauteil (Konsole 13) des Fahr­ zeugs und über ein zweites Gelenk (12b) mit dem Koppellenker (11) verbunden ist, wobei die Blockierkinematik (8) in den bei­ den Endpositionen des Deckelelements (4) in Bezug auf die Wirk­ linie (17) des Koppellenkers (11) jeweils in der gleichen Über­ totpunktlage steht, derart, dass die Wirklinie (17) des Koppel­ lenkers (11) in den Endpositionen diesseits und in den Zwi­ schenpositionen zwischen den Endpositionen jenseits des ersten Gelenks (12a) des Totpunktlenkers (12) verläuft.

2. Deckelelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckelkinematik (7) als Viergelenkkinematik ausgebil­ det ist.

3. Deckelelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Blockierkinematik (8) von einem Aktuator (14) beauf­ schlagt ist.

4. Deckelelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (14) an einem Übertragungslenker (15) an­ greift, der gelenkig mit einem Zwischenlenker (16) gekoppelt ist, welcher gelenkig mit dem Totpunktlenker (12) verbunden ist, wobei der Übertragungslenker (15) gelenkig mit einem Bau­ teil (6) des Fahrzeugs verbunden ist.

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

6. Deckelelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in beiden Endpositionen das Deckelelement (4) näherungs­ weise parallel ausgerichtet ist.

7. Deckelelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelelement (4) eine Hutablage in einem Fahrzeug mit versenkbarem Fahrzeugverdeck (1) bildet.

8. Deckelelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Endposition einer horizontalen Abdeckstellung und die zweite Endposition einer aus der Abdeckstellung ver­ stellten Öffnungsstellung entspricht, wobei die Abdeckstellung der Schließposition des Fahrzeugverdecks und die Öffnungsstel­ lung der Überführungsbewegung des Fahrzeugverdecks zwischen Schließ- und einer Ablageposition zugeordnet ist.

9. Deckelelement nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hutablage in Abdeckstellung einen Verdeckkasten zur Aufnahme eines verstellbaren Fahrzeugverdecks (1) überdeckt.