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Die Erfindung bezieht sich auf ein
Hardtop-Fahrzeugdach mit mindestens zwei starren Dachteilen nach
dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Aus der Druckschrift
DE 196 42 154 A1 ist ein
dreiteiliges Hardtop-Fahrzeugdach bekannt, dessen drei Dachteile
in einer kinematischen Kette aneinander gekoppelt sind, wobei das
hintere Dachteil über
eine Stellkinematik mit der Fahrzeugkarosserie, das mittlere Dachteil über eine
Viergelenkkinematik mit dem hinteren Dachteil und das vordere Dachteil über ein
Drehgelenk mit dem mittleren Dachteil verbunden ist. Zur Überführung des
Fahrzeugdaches von der Schließposition
in die Öffnungsposition,
in der die Dachteile in einem heckseitigen Ablageraum verstaut sind,
wird das mittlere Dachteil in eine parallele Position unterhalb
des hinteren Dachteiles und das vordere Dachteil um das Drehgelenk
unter das mittlere Dachteil verstellt. Das gesamte Dachteilpaket,
bestehend aus allen drei übereinander
angeordneten Dachteilen, wird anschließend nach hinten in den Ablageraum
hineingeklappt.
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Generell besteht bei Cabriolet-Fahrzeugen das
Problem, dass bei höheren
Fahrgeschwindigkeiten auf der Dachaußenseite ein Unterdruck entsteht, welcher
das geschlossene Fahrzeugdach anzuheben droht. Aus diesem Grund
ist eine Verriegelung zwischen benachbarten Dachteilen zweckmäßig, um die
Steifigkeit und dadurch den Widerstand gegen Anheben des Daches
zu erhöhen.
Zur Verriegelung ist üblicherweise
eine zusätzliche
Verriegelungseinrich tung zwischen den Dachteilen erforderlich, die eine
separate Verriegelungskinematik und ein eigenes Stellglied erfordert.
Hierdurch erhöht
sich der Gesamtaufwand für
die Konstruktion, für
die Montage und auch für
die Energieversorgung zur Betätigung des
Daches.
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Darüber hinaus bietet es Vorteile,
das Fahrzeugdach auch in der abgelegten Position im heckseitigen
Ablageraum zu fixieren, um unerwünschte Dachbewegungen,
beispielsweise bei Stößen auf das
Fahrzeug, zu verhindern.
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Aus der zum nachveröffentlichten
Stand der Technik zählenden
Druckschrift
DE 101
44 515 A1 ist ein Hardtop-Fahrzeugdach mit zwei Dachteilen
bekannt, die über
eine Dachkinematik zwischen Schließ- und Ablageposition zu verstellen
sind. Zur Arretierung des abgelegten Fahrzeugdaches ist eine Arretierkinematik
mit einem Sperrhaken vorgesehen, der in Ablagestellung des Fahrzeugdaches
ein Gestängeteil
der Dachkinematik umgreift, wodurch jegliche Bewegung der Dachkinematik
unterbunden wird. Auch in der Schließposition des Fahrzeugdaches
befindet sich der Sperrhaken in Arretierposition und blockiert die
Dachkinematik.
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Die Überführung des Sperrhakens der Arretierkinematik
zwischen seiner Arretierstellung und der die Dachkinematik freigebenden
Lösestellung
erfolgt durch Betätigung
einer Verriegelungsmechanik am vorderen Dachteil zur Festlegung
des Fahrzeugdaches am Windschutzscheibenrahmen. Der Sperrhaken ist über einen
Bowdenzug mit der Verriegelungsmechanik gekoppelt, wobei ein Entriegeln der
Verriegelungsmechanik über
den Bowdenzug auch eine Lösebewegung
des Sperrhakens erzeugt.
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Bei dieser Ausführung erfolgt die Überführung des
Sperrhakens von Sperr- in Lösestellung über eine
Betätigung
der Verriegelungsmechanik. Die Betätigung des die Dachteile verstellenden Aktuators
muss mit der Verriegelungsmechanik koordiniert werden.
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Die Druckschrift
DE 195 07 431 C1 offenbart ein
Hardtop-Fahrzeugdach,
das über
eine Verriegelungseinrichtung, die sich im Bereich der Vorderkante eines
vorderen Dachteiles befindet, in Schließstellung des Daches am Windschutzscheibenrahmen verriegelbar
ist. Diese Verriegelungseinrichtung wird auch in der Ablagestellung
des Fahrzeugdaches zur Verriegelung im Verdeckkasten herangezogen.
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Auch bei dieser Ausführung ist
es nachteilig, dass die Verriegelungseinrichtung unabhängig von der
Dachkinematik ausgebildet ist, so dass in Ablageposition zusätzliche
Verriegelungsgegenstücke
im Verdeckkasten vorzusehen sind, die von den Verriegelungshaken
der Verriegelungseinrichtung zu umgreifen sind. Außerdem muss
die Verriegelungseinrichtung separat vom Aktuator betätigt werden, über den
die Dachteile zu verstellen sind.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, benachbarte
Dachteile eines mehrteiliges Hardtop-Fahrzeugdaches mit geringem
konstruktiven und energetischem Aufwand in Schließposition
und in Öffnungs-
bzw. Ablageposition sicher zu verriegeln.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit den
Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Die Unteransprüche
geben zweckmäßige Weiterbildungen
an.
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Die Dachkinematik umfasst zusätzlich zu
der Stellkinematik zwischen benachbarten Dachteilen auch eine Arretierkinematik, über die
die Stellkinematik in zumindest einer Endposition, gegebenenfalls
in beiden Endpositionen des Fahrzeugdaches, also sowohl in Schließposition
als auch in Öffnungsposition,
zu arretieren ist. Dadurch wird jegliche Relativbewegung zwischen
den benachbarten Dachteilen verhindert. Bei geschlossenem Fahrzeugdach wird
bei hohen Fahrgeschwindigkeiten ein unbeabsichtigtes Anheben der
Dachteile unterbunden. Bei einer Arretierung in Ablageposition sind
die aneinander grenzenden Dachteile relativ zueinander fixiert, wodurch
jede Relativbewegung der Dachteile zueinander verhindert ist, so
dass Klappergeräusche
und Stöße auf das
abgelegte Fahrzeugdach, die von Schwingbewegungen des Dachteilpakets
herrühren, vermieden
werden.
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Die Arretierung der Stellkinematik
ist über eine
Betätigung
des Aktuators der Dachkinematik sowohl herzustellen als auch wieder
aufzuheben. Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass mit nur einem
einzigen, gemeinsamen Aktuator sowohl eine Betätigung der Stellkinematik für die Relativbewegung
aneinander grenzender Dachteile als auch die Arretierung der Dachteile
und auch das Lösen
der Arretierung durchgeführt
werden kann. Zusätzliche
Maßnahmen,
insbesondere zusätzliche
energiekonsumierende Stellglieder für die Betätigung der Arretierkinematik
werden nicht benötigt.
Der Aktuator übernimmt
somit eine Doppelfunktion: Zum einen wird die Arretierstellung in
einer oder in beiden Endpositionen des Fahrzeugdaches hergestellt
und wieder gelöst, zum
anderen wird das Fahrzeugdach zwischen seinen Endpositionen überführt.
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Die Arretierkinematik umfasst zwei
Kulissenbahnen, von denen eine erste Kulissenbahn fest mit einem
der Dachteile und eine zweite Kulissenbahn fest mit einem Bauteil
der Stellkinematik verbunden ist. Ein Führungsbolzen, welcher von dem
Aktuator betätigt
wird, ist in beiden Kulissenbahnen geführt. Die Kulissenbahnen sind
in der Weise zueinander angeordnet, dass sie sich in der Schließposition
und auch in der Öffnungsposition
des Fahrzeugdaches kreuzen. Auf Grund der sich kreuzenden Anordnung der
Kulissenbahnen in den Endpositionen des Fahrzeugdaches wird eine
Blockierung der Relativbewegung der Dachteile zueinander im Falle
von äußeren eingeprägten Kräften, die
auf eines der Dachteile wirken, erreicht. Das Überführen in die Arretierstellung bzw.
das Lösen
der Arretierstellung ist dagegen ohne Probleme über eine Betätigung des
Aktuators möglich,
da eine der beiden Kulissenbahnen zumindest näherungsweise bei Erreichen
einer der Endpositionen in der Wirkrichtung des Aktuators verläuft. Die zweite
Kulissenbahn dagegen liegt in dieser Position des Daches zweckmäßig zumindest
näherungsweise vertikal
zur Bewegungsrichtung eines Bauteils der Stellkinematik. Der in
beide Kulissenbahnen einragende Führungsbolzen verhindert somit
in den Endpositionen des Daches ein unbeabsichtigtes Verstellen
der Dachteile zueinander.
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Vorteilhaft ist die Stellkinematik
zwischen den aneinander grenzenden Dachteilen als Viergelenkkinematik
mit zwei Hauptlenkern ausgeführt,
wobei jeder Hauptlenker an seinen beiden Enden gelenkig mit beiden
Dachteilen gekoppelt ist. In einen der beiden Hauptlenker ist eine
Kulissenbahn eingebracht, die über
den Führungsbolzen
am Aktuator mit der zweiten, dachfesten Kulissenbahn zusammenwirkt.
Die Integration der Kulissenbahn in den Hauptlenker ermöglicht eine
sehr kompakte Bauform. Der betreffende Hauptlenker ist dadurch sowohl
Teil der Stellkinematik als auch Teil der Arretierkinematik.
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Die dachfeste Kulissenbahn weist
insbesondere stirnseitige Rastabschnitte sowie einen mittleren,
die Rastabschnitte verbindenden Überführungsabschnitt
auf. Die Rastabschnitte sind den Endpositionen des Fahrzeugdaches
zugeordnet; in diesen Positionen des Daches liegt der Führungsbolzen
in den äußeren Rastabschnitten,
welche insbesondere gegenüber
dem mittleren Überführungsabschnitt
abgewinkelt verlaufen, um eine sichere Arretierung der Stellkinematik
zu erreichen, Gemäß einer
weiteren zweckmäßigen Ausführung ist
der Aktuator an dem gleichen Dachteil wie die dachfeste Kulissenbahn
angeordnet. Im Falle eines als hydraulischer Stellzylinder ausgebildeten
Aktuators ist dieser vorteilhaft schwenkbar mit dem betreffenden
Dachteil gekoppelt, so dass bei einer Elongation bzw. einem Einziehen
des Stellzylinders der mit dem Stellzylinder verbundene Führungsbolzen
die Bewegungskurve in der dachfesten Kulissenbahn nachzufahren in
der Lage ist. Die Integration des Aktuators und der Arretierkinematik
in ein gemeinsames Dachteil zeichnet sich durch ein kompaktes Baumaß aus.
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Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen
sind den weiteren Ansprüchen,
der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
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1 eine
Seitenansicht auf ein dreiteiliges Hardtop-Fahrzeugdach in Schließstellung,
wobei ein vorderes Dachteil und ein mittleres Dachteil über eine Dachkinematik
gekoppelt und relativ zueinander zu verstellen sind,
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2 eine
vergrößerte Darstellung
von vorderem und mittlerem Dachteil in einer Zwischenposition bei
der Überführung zwischen
Schließ-
und Öffnungsstellung,
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3 eine
detaillierte Ansicht der Dachkinematik zwischen vorderem und mittlerem
Dachteil, die sich in ihrer Schließposition befinden,
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4 eine
weitere detaillierte Ansicht der Dachkinematik in einer Zwischenposition
des Fahrzeugdaches,
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5 eine
weitere detaillierte Ansicht der Dachkinematik, wobei das vordere
Dachteil in eine Position unterhalb des mittleren Dachteiles verstellt ist.
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In den folgenden Figuren sind gleiche
Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Das in 1 in
Schließstellung
dargestellte Hardtop-Fahrzeugdach 1 umfasst
drei in sich starre Dachteile 2, 3 und 4,
die in der Schließposition
in Fahrzeuglängsrichtung
hintereinander liegend angeordnet sind und eine gemeinsame Dachaußen haut bilden.
Die Dachteile sind zwischen der gezeigten Schließposition und einer Ablage-
bzw. Öffnungsposition
zu verstellen, in welcher die Dachteile 2, 3 und 4 in
einem heckseitigen Ablageraum 5 verstaut sind. Zur Überführung des
Fahrzeugdaches 1 zwischen Schließ- und Öffnungsposition ist eine Dachkinematik
vorgesehen, über
die jedes der Dachteile 2, 3 und 4 zu
verstellen ist. Dargestellt ist in 1 eine
Dachkinematik 6 zwischen vorderem Dachteil 2 und
mittlerem Dachteil 3, welche eine Relativbewegung zwischen
diesen beiden Dachteilen ermöglicht. Über weitere,
in 1 nicht dargestellte
Dachkinematiken ist auch das aus vorderem Dachteil 2 und
mittlerem Dachteil 3 gebildete Dachteilpaket relativ zum
hinteren Dachteil 4 bzw, zur Fahrzeugkarosserie zu verstellen
und außerdem
das hintere Dachteil 4 aus der gezeigten Schließposition
in die Öffnungsposition
im Ablageraum 5 zu überführen.
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Die Dachkinematik 6 zwischen
vorderem und mittlerem Dachteil 2 bzw. 3 ist über einen
Aktuator 7 zu betätigen,
welcher insbesondere als hydraulischer Stellzylinder ausgebildet
ist und am mittleren Dachteil 3 gehalten ist. Die Dachteilkinematik 6 ist
im Wesentlichen ebenfalls am mittleren Dachteil 3 gehalten; über einzelne
Lenker der Dachkinematik 6 ist das vordere Dachteil 2 mit
dem mittleren Dachteil 3 verbunden.
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Wie der vergrößerten Darstellung gemäß 2 zu entnehmen, umfasst
die Dachkinematik 6 zwischen vorderem und mittlerem Dachteil 2 bzw.
3 eine Stellkinematik 8, welche die Positionsänderung des
vorderen Dachteiles 2 in Bezug auf das mittlere Dachteil 3 ermöglicht,
sowie eine Arretierkinematik 9, über die die Stellkinematik 8 in
den Endpositionen des Fahrzeugdaches (Schließposition und Öffnungsposition)
zu arretieren ist, wodurch jegliche Relativbewegung zwischen vorderem
und mittlerem Dachteil 2 und 3 verhindert wird.
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Die Stellkinematik 8 ist
als Viergelenkkinematik ausgeführt
und umfasst zwei Hauptlenker 10 und 11, die jeweils
sowohl mit dem vorderen Dachteil 2 als auch mit dem mittleren
Dachteil 3 gelenkig gekoppelt sind. Auf Seiten des vorderen
Dachteiles 2 ist fest mit diesem Dachteil verbunden ein
Zwischenlenker 12 vorgesehen, an dem die beiden Hauptlenker 10 und 11 über Drehgelenke 10a, 11a gelenkig
angreifen. Über
weitere Drehgelenke l0b und llb sind die Hauptlenker 10 und 11 gelenkig
mit dem mittleren Dachteil 3 verbunden.
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Ein Stellelement 7a des
Aktuators 7 greift am ersten Hauptlenker 10 mit
Abstand zu dessen Drehgelenk 10b am mittleren Dachteil 3 an.
Bei einem Ausfahren bzw. Einziehen des Stellelementes 7a wird
der erste Hauptlenker 10 um sein Drehgelenk 10b am
mittleren Dachteil 3 verschwenkt, wobei über den
Zwischenlenker 12 am vorderen Dachteil 2 eine Bewegungsübertragung
auf den zweiten Hauptlenker 11 erfolgt. Zweckmäßig ist
der Aktuator 7 über
ein Drehgelenk 7b schwenkbar am mittleren Dachteil 3 gehalten,
wodurch der Aktuator 7 in der Lage ist, während des
Einfahrens bzw. Ausfahrens seines Stellelementes 7 Drehbewegungen
relativ zum mittleren Dachteil 3 auszuführen.
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Die Arretierkinematik 9 besteht
aus einer ersten Kulissenbahn 13 in einem Kulissenteil 15,
welches fest mit dem mittleren Dachteil 3 verbunden ist, sowie
einer zweiten Kulissenbahn 14, welche in den ersten Hauptlenker 10 der
Stellkinematik 8 eingebracht ist. Bei einer Bewegung der
Stellkinematik 8 führen
auch die beiden Kulissenbahnen 13 und 14 eine
Relativbewegung zueinander aus. Die Kulissenbahnen 13 und 14 sind über einen
Führungsbolzen 16 am
Stellelement 7a des Aktuators 7 gekoppelt; der Führungsbolzen 16 ragt
sowohl in die erste Kulissenbahn 13 als auch in die zweite
Kulissenbahn 14 ein. Bei einer Betätigung des Aktuators 7 ist
die Bewegung des Führungsbolzens 16 durch
die dachfeste Kulissenbahn 13 vorgegeben. Zugleich bewegt sich der
Führungsbolzen 16 entlang
der zweiten Kulissenbahn 14 im ersten Hauptlenker 10 der
Stellkinematik 8.
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Die dachfeste erste Kulissenbahn 13 besteht aus
stirn- bzw. endseitigen, äußeren Rastabschnitten 13a und
einem mittleren, die Rastabschnitte 13a verbindenden Überführungsabschnitt 13b.
Der Überführungsabschnitt 13b ist
teilkreisförmig
ausgebildet. Die Rastabschnitte 13a sind geradlinig ausgebildet und
gegenüber
dem mittleren Überführungsabschnitt 13b nach
außen
abgewinkelt.
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Die zweite Kulissenbahn 14 im
Hauptlenker 10 weist einen geradlinigen und einen gebogenen Abschnitt
auf.
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In den 3 bis 5 sind sowohl die Stellkinematik 8 als
auch die Arretierkinematik 9 in einer vergrößerten Ansicht
dargestellt, jedoch in einer bezogen auf die 1 und 2 gegenüberliegenden
Perspektive auf das Fahrzeugdach. In 3,
die die Schließposition
des Daches zeigt, liegt das vordere Dachteil 2 auf der
rechten Bildseite, rechts vom mittleren Dachteil 3.
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In der gezeigten Schließposition
der 3 liegt der Führungsbolzen 16,
welcher von dem Stellelement 7a des Aktuators 7 bewegt
wird, in einer Arretierposition an einem stirnseitigen Ende des
Rastabschnittes 13a der dachfesten Kulissenbahn 13.
Zugleich liegt der Führungsbolzen 16 am
stirnseitigen Ende des geradlinig ausgeführten Abschnittes der Kulissenbahn 14 im
Hauptlenker 10 der Stellkinematik 8. In dieser
Position ist die Stellkinematik 8 über die Arretierkinematik 9 festgesetzt.
Eine durch die Gewichtskraft des vorderen Dachteiles 2 oder
eine sonstige eingeprägte,
auf das Dachteil 2 wirkende Kraft ausgelöste Verstellbewegung
des vorderen Dachteiles 2 gegenüber dem mittleren Dachteil 3 ist nicht
möglich,
da derartige eingeprägte
Kräfte
zwar zu einem Drehmoment um das fest mit dem mittle ren Dachteil 3 verbundene
Drehgelenk 10b des Hauptlenkers 10 führen, dieses
Drehmoment jedoch auf Grund der Rast- bzw. Arretierposition des
Führungsbolzens 16 im
Rastabschnitt 13a in Bezug auf eine Wirklinie 17 durch
das Drehgelenk 10b und den Führungsbolzen 16 zu
keiner Bewegung führt,
da der Führungsbolzen 16 bei
einer derartigen Drehbewegung gegen die Wandung im Rastabschnitt 13a laufen
würde.
Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Stellkinematik 8 in
Schließposition
des Fahrzeugdaches arretiert ist. Die Arretierung erfolgt unabhängig vom
Kräftezustand
des Aktuators 7, so dass auch bei einem kraftfreien Aktuator 7 die
Arretierung wirksam ist.
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Der Rastabschnitt 13a verläuft zumindest näherungsweise
in Richtung einer Wirklinie 18, welche die Stellrichtung
des Stellelementes 7a des Aktuators 7 repräsentiert.
Dadurch ist es möglich,
den Führungsbolzen 16 bei
einer Betätigung
des Aktuators 7 und translatorischen Verschiebung des Stellelementes 7a aus
seiner Arretier- bzw. Raststellung im Rastabschnitt 13a zu
entfernen und die Arretierung der Stellkinematik 8 aufzuheben.
Der Führungsbolzen 16 bewegt
sich daraufhin aus dem äußeren Rastabschnitt 13a in
den mittleren Überführungsabschnitt 13b.
Diese Situation ist in 4 dargestellt,
die eine Zwischenposition des Fahrzeugdaches bei der Oberführung von
Schließ-
in Ablagestellung zeigt und in der das vordere Dachteil 2 bereits
aus der gemeinsamen Dachebene relativ zum mittleren Dachteil 3 nach unten
versetzt ist.
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In der in 5 gezeigten Öffnungsposition des Daches,
in welcher das vordere Dachteil 2 in einer parallelen Position
auf der Unterseite des mittleren Dachteiles 3 liegt, befindet
sich die Stellkinematik 8 ebenfalls in einer Arretierstellung,
in welcher der Führungsbolzen 16 im
gegenüberliegenden, äußeren Rastabschnitt 13a der
Kulissenbahn 13 liegt. Beide Rastabschnitte 13a sind
spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet.
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Auch der zweite Rastabschnitt 13a verläuft näherungsweise
in Wirk- bzw. Stellrichtung 18 des Stellelementes 7a des
Aktuators 7, das in Öffnungsposition
des Daches vollständig
eingezogen ist. Eine Drehung um das fest mit dem mittleren Dachteil 3 gekoppelte
Drehgelenk 10b des ersten Hauptlenkers 10 ist
verhindert, da die Gewichtskraft des mittleren Dachteiles 2 oder
eine sonstige eingeprägte
Kraft ein Moment um die Drehachse des Drehgelenkes 10b erzeugt,
welches jedoch über
den Führungsbolzen 16 von
den Wandseiten des Rastabschnittes 13a aufgenommen wird.
Zum Lösen
der Arretierung wird das Stellelement 7a des Aktuators 7 wieder
ausgefahren, so dass der Führungsbolzen 16 seine
Rastposition im äußeren Rastabschnitt 13a verlässt, was
aufgrund des Verlaufes des Rastabschnittes 13a etwa in
Richtung der Wirk- und Stellrichtung 18 des Aktuators problemlos
durchgeführt
werden kann.
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Mit der vorbeschriebenen Erfindung
können die
Funktionen Bewegungssteuerung und Verriegelung zusammengefasst werden.
Analog zu der Anwendung auf das vordere und mittlere Dachteil ist auch
eine Anwendung auf die Dachkinematik zwischen mittlerem und hinterem
Dachteil bzw. zwischen hinterem Dachteil und Fahrzeugkarosserie möglich.