-
Die
Erfindung betrifft einen Windabweiser für ein Fahrzeugdach, der mittels
einer Lagereinrichtung zwischen einer Ruhestellung und einer Funktionsstellung
verstellbar gelagert ist, wobei die Lagereinrichtung eine den Windabweiser
in ausgestellte Funktionsstellung vorspannende Federeinrichtung enthält.
-
Aus
der
DE 203 13 783
U1 ist eine Schiebedachvorrichtung eines Kraftfahrzeugs
mit einem Windabweiser bekannt geworden, der mittels eines Tragarmes
am Fahrzeugdach schwenkbar abgestützt ist. Zwischen dem Tragarm
und dem Fahrzeugdach ist ein teleskopierbares Feder- und Dämpfungselement
angeordnet, das den Windabweiser in seine Betriebsstellung vorspannt.
Bei höherer
Fahrgeschwindigkeit drückt
die Luftströmung
den Windabweiser gegen die Kraft des Feder- und Dämpfungselements
in eine tiefer gelegene Position abwärts. Das Feder- und Dämpfungselement
ist derart ausgelegt, daß der
Windabweiser in seiner Höhe
zum Fahrzeugdach dynamisch an die Fahrgeschwindigkeit angepaßt wird.
Der Aufbau des Feder- und Dämpfungselements
ist nicht erläutert.
-
Aus
der
DE 198 09 943
A1 ist ein Windabweiser an einer Dachöffnung eines Schiebedaches bekannt,
der mittels zweier Ausstellhebel am Dachrahmen schwenkbar gelagert
ist und in seiner ausgestellten Betriebsstellung bezüglich seines
Ausstellgrades durch einen vom Antrieb des Schiebedachdeckels unabhängigen Antrieb
eines Schiebehimmels gesteuert ist. Bevorzugt wird die Stellung
des Windabweisers in Abhängigkeit
von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs gesteuert.
-
Der
in der
DE 100 48 983
A1 offenbarte Windabweiser eines Schiebedaches ist nahe
seiner Vorderkante mittels einer Schwenklagerung am festen Fahrzeugdach
schwenkbar gelagert und nahe seiner Hinterkante mit einem Ausstellhebel
schwenkbar verbunden, der als Kolben-Zylinder-Federelement gebildet
ist und sich andererseits am Fahrzeugdach schwenkbar abstützt. Das
Federelement stellt den Windabweiser in seine Funktionsstellung
aus, wohingegen der horizontal verschiebbare Deckel des Schiebedaches
den Windabweiser in seine Schließposition niederdrückt, indem
er auf das Federelement einwirkt.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es, einen eingangs genannten Windabweiser mit
einer Federeinrichtung zu schaffen, die ein verbessertes Bewegungsverhalten
des ausgestellten und an die Fahrgeschwindigkeit anpaßbaren Windabweisers
gestattet.
-
Diese
Aufgabe wird bei dem oben genannten Windabweiser erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß die
Federeinrichtung einen ersten Bewegungsbereich niedriger Federkraft
und einen zweiten Bewegungsbereich höherer Federkraft aufweist,
die einem ersten Verstellbereich des Windabweisers aus seiner ausgestellten
Funktionsstellung bzw. einem zweiten Verstellbereich des Windabweisers
in seine abgesenkte Ruhestellung zugeordnet sind.
-
Im
ersten Verstellbereich ist der Windabweiser zwischen seiner voll
ausgestellten oder angehobenen Funktionsstellung, in der er bzw.
seine Windabweiserlamelle z. B. deutlich oberhalb der vor einer Dachöffnung liegenden
Dachhaut angeordnet ist und insbesondere über- und unterströmt wird
und somit das Wummern im Fahrzeuginnenraum verhindert, und einer
abgesenkten Zwischenstellung verstellbar, in der er bzw. die Windabweiserlamelle
z. B. nur knapp über
dem Niveau der Dachhaut angeordnet ist und damit insbesondere bei
hohen Fahrgeschwindigkeiten aufgrund der geringeren Ausstellhöhe weniger Windgeräusche an
der Dachöffnung
erzeugt. In diesem ersten Verstellbereich ist die Federkraft der
Federeinrichtung geringer als im zweiten Verstellbereich, so daß demzufolge
auch nur eine geringere Kraft zum Absenken des Windabweisers erforderlich ist.
Die Kraft zum Absenken des Windabweisers kann z. B. von einer Antriebs-
oder Betätigungseinrichtung insbesondere
in Abhängigkeit
von der Fahrgeschwindigkeit mit entsprechendem Winddruck an der
geöffneten
Dachöffnung
bereitgestellt werden. Die Antriebs- oder Betätigungseinrichtung ist beispielsweise mit
einem Lagerarm der Lagereinrichtung des Windabweisers gekoppelt
und drückt
diesen gegen die Federkraft der Federeinrichtung nach unten.
-
Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
In
besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist der Windabweiser
im ersten Verstellbereich bzw. im ersten Bewegungsbereich niedriger
Federkraft durch Fahrtwindkraft absenkbar und im zweiten Verstellbereich
bzw. im zweiten Bewegungsbereich höherer Federkraft ist zum Absenken
des Windabweisers eine Betätigungseinrichtung
mit einer die Fahrtwindkraft übersteigenden
Verstellkraft wirksam. Die Fahrtwindkraft wird im Fahrbetrieb des
Fahrzeugs durch die über
das Dach strömende
Luftströmung
erzeugt, deren Strömungsgeschwindigkeit
von der Fahrgeschwindigkeit abhängig
ist. Bei wechselnder Fahrgeschwindigkeit in einem entsprechenden Geschwindigkeitsbereich
stellt sich somit der Windabweiser in dem ersten Verstellbereich
selbsttätig
in eine jeweilige strömungstechnisch
vorteilhafte Stellung, in der die Fahrtwindkraft und die Kraft der
Federeinrichtung im Gleichgewicht ist. In dem ersten Verstellbereich
kann das Einfedern als weich bezeichnet werden. Am Ende des ersten
Verstellbereichs wird die Federkraft der Federeinrichtung größer und
begrenzt damit den Verstellbereich, in dem der Windabweiser durch
Fahrtwindkraft verstellbar ist.
-
Zweckmäßigerweise
weist die Federeinrichtung eine Federkennlinie auf, die zwischen
dem ersten Bewegungsbereich niedriger Federkraft und dem zweiten
Bewegungsbereich höherer
Federkraft gestuft ist. Die Stufe bildet einen definierten Übergang, an
dem sich das Federverhalten der Federeinrichtung deutlich ändert. Die
Stufe verhindert, daß eine höhere Fahrtwindkraft
den Windabweiser aus seiner abgesenkten Zwischenstellung weiter
nach unten verlagern kann.
-
Vorzugsweise
bildet ein zum Freigeben und Verschließen einer Dachöffnung eines öffnungsfähigen Fahrzeugdaches
vorgesehener Deckel oder ein mit dem Deckel verbundenes Bauteil
die Betätigungseinrichtung.
Der bewegbare oder verschiebbare Deckel kann in einfacher Weise
zur Betätigung verwendet
werden und bringt auch die erforderlichen Betätigungskräfte auf.
-
Gemäß einer
bevorzugten Gestaltung der Erfindung weist die Federeinrichtung
eine erste Feder und eine zweite Feder auf, wobei die Federkraft der
ersten Feder kleiner ist als diejenige der zweiten Feder. Die beiden
Federn sind derart angeordnet, daß beim Absenken des Windabweisers
zunächst die
die geringere Federkraft aufweisende erste Feder nachgibt, während die
zweite Feder starr bleibt. Anschließend gibt auch die die höhere Federkraft
aufweisende zweite Feder nach. Die erste Feder wie auch die zweite
Feder können
von einzelnen Federn oder von Federpaketen gebildet sein.
-
Des
weiteren kann vorgesehen sein, daß die Federeinrichtung eine
längenveränderbare
Federstrebe mit einem Gehäuseteil
und einem relativ zum Gehäuseteil
verschiebbaren Kolbenteil ist, daß die beiden als Druckfedern
gebildeten Federn funktional zwischen dem Gehäuseteil und dem Kolbenteil
in Reihenschaltung angeordnet und durch ein verlagerbares Trennelement
voneinander getrennt sind, daß in
der Langstellung der Federstrebe, die sie in der ausgestellten Funktions stellung
des Windabweisers einnimmt, die beiden Federn das Kolbenteil gegen
einen Endanschlag am Gehäuseteil
vorspannen und dabei die zweite Feder das Trennelement ebenfalls gegen
einen Anschlag am Gehäuseteil
vorgespannt hält,
daß bei
einer Verkürzung
der Federstrebe in einem ersten Verstellbereich die die höhere Federkraft aufweisende
zweite Feder das Trennelement an seinem Anschlag vorgespannt hält, während sich
das Kolbenteil unter Verkürzung
der ersten Feder gegen das Trennelement bewegt, und daß bei einer
weiteren Verkürzung
der Federstrebe in einem zweiten Verstellbereich das Kolbenteil
unter Mitnahme des Trennelements die zweite Feder verkürzt.
-
Wenn
die Federkennlinie der Federeinrichtung am Übergang vom ersten zum zweiten
Verstellbereich einen Zwischenabschnitt aufweist, in dem eine Zunahme
der Verstellkraft bzw. der Fahrtwindkraft keine Verkürzung der
Federeinrichtung bzw. der Federstrebe bewirkt, so kann auch bei
höheren
Fahrgeschwindigkeiten eine untere Verstellgrenze des Windabweisers
sicher eingehalten werden.
-
Zweckmäßigerweise
ist in einer betriebssicheren Gestaltung das Trennelement hülsen- oder topfförmig gebildet
und zwischen dem Gehäuseteil und
dem Kolbenteil verschiebbar angeordnet und insbesondere am Gehäuseteil
bzw. dem Kolbenteil gleitgelagert.
-
Vorzugsweise
bildet eine endseitige Stirnwand des Gehäuseteils den Endanschlag für das Trennelement
und/oder das Kolbenteil, jedoch können auch andere Anschläge am Gehäuseteil
vorgesehen sein.
-
Insbesondere
weist die erste Feder eine weiche Federkennlinie und die zweite
Feder eine gegenüber
der ersten Feder harte Federkennlinie auf, so daß der Windabweiser durch Fahrtwindkraft
weich eingestellt wird, wohingegen die Verstellung durch den Deckel
hart und damit klapperfrei erfolgen kann.
-
Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel des
Windabweisers unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es
zeigt:
-
1 in
perspektivischer Draufsicht ein Personenfahrzeug mit einem Fahrzeugdach
und einer Dachöffnung,
einem Windabweiser und einem Deckel eines Schiebedaches zum Verschließen der Dachöffnung;
-
2 in
Seitenansicht den Windabweiser, der an einem Lagerarm bewegbar gelagerten
und von einer Federstrebe in eine Funktionsstellung ausgestellt
ist;
-
3 in
Seitenansicht den Windabweiser in einer durch Windkrafteinwirkung
abgesenkten Zwischenstellung;
-
4 in
Seitenansicht den Windabweiser in seiner durch den geschlossenen
Deckel des Schiebedachs herabgedrückten Ruhestellung;
-
5 in
einer Längsschnittansicht
die unkomprimierte Federstrebe bei ausgestelltem Windabweiser;
-
6 in
einer Längsschnittansicht
die teilkomprimierte Federstrebe bei in eine Zwischenstellung abgesenktem
Windabweiser; und
-
7 in
einer Längsschnittansicht
die komprimierte Federstrebe bei in seine Ruhestellung vollständig abgesenktem
Windabweiser.
-
Ein
Fahrzeug 1 (siehe 1) enthält ein Fahrzeugdach 2 mit
einer Dachöffnung 3 und
einem Deckel 4 eines Schiebedaches, der in bekannter Weise
zwischen einer die Dachöffnung 3 verschließenden Schließstellung
und einer die Dachöffnung 3 freigebenden
Offenstellung verstellbar ist. Ein Windabweiser 5 ist dem
Vorderrand 6 der Dachöffnung 3 zugeordnet
und beidseits seiner Windabweiser lamelle bzw. seines Luftleitprofils
mittels eines sich vom Windabweiser 5 nach hinten erstreckenden
Lagerarms 7 einer Lagereinrichtung um eine am Hinterende
des Lagerarms 7 angeordnete Schwenkachse 8 am
Fahrzeugdach zwischen einer abgesenkten Ruhestellung und einer angehobenen
Funktionsstellung schwenkbar gelagert.
-
Eine
Federeinrichtung in Form eines Federbeins oder einer Federstrebe 9 (2)
ist einerseits am Vorderende des Lagerarms 7 um eine Schwenkachse 10 und
andererseits am die Dachöffnung 3 umgebenden
Rahmen um eine Schwenkachse 11 schwenkbar gelagert. Die
vorgespannte Federstrebe 9 drückt den Windabweiser 5 in
seine angehobene Funktionsstellung hoch und wird komprimiert, wenn der
Deckel 4 des Schiebedaches nach vorne in seine Schließstellung
bewegt wird und dabei der Windabweiser 5 in seine abgesenkte
Ruhestellung unter das Niveau der Dachhaut 12 abgesenkt
wird. Das Absenken des Windabweisers 5 erfolgt beispielsweise über einen
an der Unterseite des Deckels 4 angebrachten Vorsprung
oder Gleiter (nicht dargestellt), der auf dem Lagerarm 7 gleitet
und ihn nach unten drückt.
-
Die
Federstrebe 9 enthält
ein Gehäuse 26 (siehe 5)
mit einem zylindrischen Hohlraum 13, in dem in Axialrichtung
neben- oder hintereinander eine als Schraubenfeder gebildete Druckfeder 14 und
eine topfförmige
Hülse 15 angeordnet
sind, die von der Druckfeder 14 gegen eine eine zentrische Öffnung 16 aufweisende
Stirn- oder Endwand 17 der Federstrebe 9 bzw.
des Gehäuses 26 gedrückt wird. In
der Hülse 15 ist
ein Kolben 18 verschiebbar aufgenommen, dessen Kolbenstange 19 sich
durch die Öffnung 16 in
der Stirnseite 17 erstreckt und ein die Schwenkachse 11 aufweisendes
Endstück 20 enthält. Gegenüberliegend
zur Kolbenstange 19 erstreckt sich vom Kolben 18 ein
zentraler Führungszapfen 21 durch
eine im Boden 22 der Hülse 15 gebildete
zentrale Öffnung 23.
In dem ringförmigen Raum
zwischen der Kolbenstirnseite 24 und dem Boden 22 der
Hülse 15 ist
eine weitere Druckfeder 25, z. B. eine Schraubenfeder oder
ein Paket von Tellerfedern, vorgespannt aufgenommen. Die beiden
Federn 14 und 25 sind somit funktional durch den
als Trennwand oder Trennelement wirkenden Boden 22 der
Hülse 15 miteinander
gekoppelt.
-
Wenn
zum zumindest teilweisen Öffnen
der Dachöffnung 3 der
Deckel 4 des Schiebedaches nach hinten bewegt wird und
dieser dabei den Lagerarm 7 zum Hochschwenken freigibt,
drückt
die Federstrebe 9 den Windabweiser 5 nach oben
in seine voll ausgestellte Funktionsstellung (siehe 2).
Die Federstrebe 9 nimmt hierbei ihre maximale Länge ein (siehe 5),
da die Federkräfte
der beiden Druckfedern 14 und 25 sowohl die Hülse 15 wie
auch den Kolben 18 gegen die Stirnseite 17 des
Gehäuses 26 der
Federstrebe 9 drücken.
-
Im
Fahrbetrieb umströmt
den ausgestellten Windabweiser 5 eine von der Fahrgeschwindigkeit abhängige Luftströmung. Ab
einer bestimmten höheren
Fahrgeschwindigkeit, z. B. 140 km/h, übt die auf den Windabweiser 5 treffende
Luftströmung
eine Fahrtwindkraft aus, deren Größe ausreicht, um den Windabweiser 5 gegen
die Kraft der Federstrebe 9 abzusenken. Die beiden Druckfedern 14 und 25 weisen
derartige Federkräfte
und Federkennlinien auf, daß von
der auf die Federstrebe 9 wirkenden Fahrtwindkraft zunächst das
Gehäuse 26 relativ
zum Kolben 18 verschoben wird und dabei die zwischen dem Kolben 18 und
dem Boden 22 der Hülse 15 angeordnete
Druckfeder 25 (erste Druckfeder) komprimiert wird, die
eine gegenüber
der anderen bzw. zweiten Druckfeder 14 geringere Federkraft
aufweist, während
die zweite Druckfeder 14 nicht komprimiert wird ( 6).
Die Hülse 15 liegt
somit noch unverändert an
der Stirnwand 17 an. Der Windabweiser 5 ist in eine
Zwischenstellung teilabgesenkt (3), wobei die
Federstrebe 9 aufgrund der flacheren Federkennlinie der
ersten Druckfeder 25 weich einfedert. Der in die Zwischenstellung
abgesenkte Windabweiser 5 leitet bei höheren Fahrgeschwindigkeiten
die Luftströmung
mit reduziertem Luftwiderstand.
-
Die
zweite Druckfeder 14 weist gegenüber der ersten Druckfeder 25 eine
derart größere Federkraft
bei steilerer Federkennlinie auf, daß auch bei höherer Fahrtwindkraft
bei entsprechend höherer Fahrgeschwindigkeit
(z. B. etwa 220 km/h) keine weitere Komprimierung der zweiten Druckfeder 14 und damit
keine weitere Verkürzung
der Federstrebe 9 erfolgt.
-
Wenn
der Deckel 4 des Schiebedaches geschlossen wird, drückt er über den
Lagerarm 7 den Windabweiser 5 entweder aus der
vollständig
ausgestellten Funktionsstellung oder aus der durch Fahrtwindkraft
abgesenkten Zwischenstellung in seine vollständig abgesenkte Ruhestellung
(siehe 4). Dabei wird die Federstrebe 9 weiter
verkürzt
(siehe 7), da nun auch die zwischen dem Boden 22 der Hülse 15 und
dem Gehäuse 26 angeordnete
zweite Druckfeder 14 komprimiert wird, während sich
der Kolben 18 mit der Hülse 15 in
den die zweite Druckfeder 14 aufnehmenden Raum bewegt.
-
Der
Windabweiser 5 kann am Lagerarm 7 schwenkbar gelagert
sein, so daß er
beim Absenken in die Ruhestellung gegen eine Federkraft in eine platzsparerde
Position verschwenkt wird.
-
Statt
einer topfförmigen
Hülse kann
auch eine gestufte Hülse
oder allgemein ein Trennelement verwendet werden, das einerseits
die beiden Federn 14, 25 räumlich trennt und andererseits
die Federn 14, 25 aber auch miteinander verbindet,
da sie in entgegengesetzten Wirkrichtungen an dem Trennelement angreifen.
-
Statt
der dargestellten Druckfedern können in
einer abgewandelten Gestaltung auch Zugfedern verwendet werden.
Selbstverständlich
können
bei dem prinzipiellen Aufbau auch mehr als zwei Federn verwendet
werden.
-
- 1
- Fahrzeug
- 2
- Fahrzeugdach
- 3
- Dachöffnung
- 4
- Deckel
- 5
- Windabweiser
- 6
- Vorderrand
- 7
- Lagerarm
- 8
- Schwenkachse
- 9
- Federstrebe
- 10
- Schwenkachse
- 11
- Schwenkachse
- 12
- Dachhaut
- 13
- Hohlraum
- 14
- Schraubenfeder
- 15
- Hülse
- 16
- Öffnung
- 17
- Stirnwand
- 18
- Kolben
- 19
- Kolbenstange
- 20
- Endstück
- 21
- Führungszapfen
- 22
- Boden
- 23
- Öffnung
- 24
- Kolbenstirnseite
- 25
- zweite
Druckfeder
- 26
- Gehäuse