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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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In
der Druckschrift
DE
102 15 663 A1 wird ein dreiteiliges Hardtop-Fahrzeugdach
beschrieben, welches drei in sich starre Dachteile umfasst, die
bei geschlossenem Fahrzeugdach hintereinander liegend angeordnet
sind und eine geschlossene, durchgehende Dachaußenhaut bilden. Zur Ablage
des Fahrzeugdaches werden die drei Dachteile zu einem übereinander
liegenden Dachteilpaket gestapelt und in einem heckseitigen Verdeckkasten
verstaut. Die Überführungsbewegung
zwischen Schließ-
und Ablageposition erfolgt mithilfe einer Stellkinematik, über die
das mittlere Dachteil schwenkbar an die Karosserie angebunden ist.
Das vordere und das hintere Dachteil sind über Relativkinematiken an das
mittlere Dachteil angekoppelt und können gegenüber diesem verstellt werden.
Bei der Überführungsbewegung
in die Ablageposition wird zunächst
das vordere Dachteil in eine etwa parallele Lage oberhalb des mittleren Dachteiles
und das hintere Dachteil ebenfalls in eine parallele Lage oberhalb
des vorderen Dachteiles versetzt. Das in dieser Weise gebildete
Dachteilpaket wird anschließend
mittels der karosserieseitigen Stellkinematik in den Verdeckkasten überführt.
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Bei
derartigen Fahrzeugdächern
muss aus Gründen
der Unfallsicherheit auf eine ausreichende Steifigkeit geachtet
werden. Zugleich ist man bestrebt, die Stell- und Relativkinematiken, über die
die Dachteile an der Fahrzeugkarosserie bzw. untereinander gekoppelt
sind, zur Bauraumminimierung kompakt auszuführen.
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Aus
der Druckschrift
DE
102 45 502 A1 ist ein versenkbares Faltverdeck für ein Kraftfahrzeug bekannt,
welches einen Verdeck-Bezugstoff und ein tragendes Verdeckgestänge umfasst,
das aus einer Mehrzahl einzelner Lenker besteht, die zum Öffnen des
Fahrzeugdaches mithilfe geeigneter Aktuatoren verstellt werden.
Gemäß einer
vorteilhaften, in der
DE
102 45 502 A1 dargestellten Ausführung wird ein Querbügel des
Fahrzeuggestänges über zwei
in Schließposition
vertikal stehende, schwenkbar gekoppelte Lenker zwischen Schließ- und Ablageposition
geführt,
wobei die beiden Lenker untereinander sowie gegenüber der
Fahrzeugkarosserie bzw. dem Querbügel über Drehgelenke mit parallelen
Drehachsen, welche in Fahrzeuglängsrichtung
weisen, verbunden sind. Beim Öffnen
des Verdecks werden die Lenker aus ihrer vertikalen Position in
eine quer zur Fahrzeuglängsrichtung
weisende, horizontale Position abgelegt. Der Querbügel führt hierbei
eine vertikale Absenkbewegung aus.
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Zur
Erfüllung
gesetzlicher Crashvorschriften müssen
die Bügel
und Lenker des Verdeckgestänges eine
ausreichend hohe Steifigkeit aufweisen, was beispielsweise durch
zusätzliche
Verstrebungen erreicht werden kann, die jedoch das Gewicht des Fahrzeugdaches
erhöhen.
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In
der
DE 102 02 097
B4 wird ein abklappbares Faltdach beschrieben, das über eine
karosserieseitig angeschlagene Stellkinematik zwischen Schließ- und Ablageposition
zu verstellen ist. Die Stellkinematik umfasst im Seitenbereich des
geschlossenen Daches angeordnete mehrteilige Seitenholme, von denen
ein erstes und ein zweites Holmelement über eine Mehrgelenkmechanik
aneinander gekoppelt sind. Zur Ablage des Daches wird die Mehrgelenkmechanik
betätigt,
wodurch die Relativlage zwischen den Holmelementen verändert wird. Hierbei
wird ein Gleitelement, welches Bestandteil der Mehrgelenkmechanik
ist, von dem Hauptantrieb der Stellkinematik betätigt, wodurch ein Ausschwenkmechanismus
zwischen den Seitenholmen ausgelöst
und das erste Holmelement gegenüber dem
zweiten Holmelement bezogen auf die Fahrzeuglängsachse nach außen ausgeschwenkt
wird. Der Ausschwenk- bzw. Gelenkmechanismus, der das vordere und
das hintere Holmelement verbindet, umfasst zusätzliche Lenker mit vertikalen
Schwenkachsen.
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Die
in der
DE 102 02 097
B4 dargestellte Kinematik ist verhältnismäßig komplex aufgebaut. Für die Ablagebewegung
ist eine Kombination von translatorischer und rotatorischer Bewegung
der die beiden Holmelemente verbindenden Gelenkmechanik erforderlich.
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Von
diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung das Problem
zugrunde, ein Hardtop-Fahrzeugdach mit mindestens zwei starren Dachteilen
zu schaffen, welches sich zum einen durch eine hohe Crashsicherheit
und zum anderen durch eine kompakt ausgeführte Stellkinematik auszeichnet.
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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
Relativkinematik des erfindungsgemäßen Hardtop-Fahrzeugdaches, über die die zumindest zwei
starren Dachteile aneinander gekoppelt sind, umfasst zwei schwenkbar
verbundene Dachseitenlenker, die in Schließposition des Fahrzeugdaches über ein
Drehgelenk mit zumindest annähernd vertikaler
Drehachse verbunden sind. Dieses die beiden Dachseitenlenker verbindende
Drehgelenk besitzt zweckmäßig keine
weiteren Freiheitsgrade, wodurch bei geschlossenem Fahrzeugdach
eine Relativbewegung dieser beiden Lenker in Vertikalrichtung auch
bei einer hohen, auf die Dachaußenseite
wirkenden Belastung ausgeschlossen ist. Die Crashsicherheit wird
erheblich erhöht,
weil eine unerwünschte
kinematische Bewegung der beiden Dachseitenlenker – bzw. pro
Dachseite jeweils zwei Dachseitenlenker – unmöglich ist. Die Dachseitenlenker übernehmen
somit eine Doppelfunktion: Zum einen ermöglichen sie die Relativbewegung
zwischen den beiden Dachteilen, zum anderen wird die Crashsicherheit
signifikant verbessert.
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Ein
weiterer Vorteil dieser Ausführung
liegt in der kompakten Ablage des Daches. Bei geöffnetem Fahrzeugdach sind die
beiden Dachseitenlenker vorteilhaft in Fahrzeugquerrichtung abgelegt
und können
sich hierbei über
die Breite des das Fahrzeugdach aufnehmenden Verdeckkastens erstrecken.
Zugleich handelt es sich um eine verhältnismäßig einfach ausgebildete Kinematik.
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Bei
geschlossenem Fahrzeugdach liegen die beiden Dachseitenlenker in
der Dachebene in einer Strecklage hintereinander im Sei tenbereich
des Daches. Die beiden Dachseitenlenker bilden einen Dachseitenrahmen,
welcher die Stabilität
deutlich erhöht,
da die Drehgelenke an den Dachseitenlenkern – ein verbindendes Gelenk zwischen
beiden Lenkern sowie jeweils ein weiteres Gelenk zwischen je einem Lenker
und einem Dachteil – bei
geschlossenem Dach bevorzugt alle die gleiche Drehachsenorientierung
mit zumindest annähernd
vertikaler Drehachse aufweisen. Dies hat zur Folge, dass bei einer
auf das Dach wirkenden, vertikalen Belastung ein kinematisches Ausweichen
vertikal in Richtung Fahrzeuginnenraum verhindert wird.
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Zweckmäßig ist
das in Fahrzeugrichtung hinten liegende Dachteil über die
Stellkinematik an die Fahrzeugkarosserie angebunden, wohingegen
das in Fahrzeugrichtung vorne liegende Dachteil über die Relativkinematik mit
den beiden Dachseitenlenkern schwenkbar mit dem hinteren Dachteil
verbunden ist. Auf diese Weise kann die Stellkinematik zwischen hinterem
Dachteil und Fahrzeugkarosserie kompakt ausgeführt sein.
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In
einer bevorzugten Ausführung
besitzt das Hardtop-Fahrzeugdach
insgesamt drei starre Dachteile, die bei geschlossenem Fahrzeugdach
hintereinander liegen und eine durchgehende, geschlossene Dachaußenhaut
bilden. In dieser Ausführung
ist zweckmäßig das
vordere Dachteil über
die Relativkinematik an das hintere Dachteil gekoppelt und das hintere
Dachteil über
die Stellkinematik an die Fahrzeugkarosserie angebunden. Das mittlere
Dachteil ist entweder an das vordere oder an das hintere Dachteil
gekoppelt, beispielsweise über
eine Mehrgelenkkinematik. In Ablageposition sind die drei Dachteile
zweckmäßig übereinander
liegend gestapelt, wobei gemäß einer
vorteilhaften Ausführung vorderes
und mittleres Dachteil gleichsinnig mit gleicher Orientierung wie
in Schließposition
und das hintere Dachteil gegensinnig abgelegt ist.
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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
Draufsicht auf ein dreiteiliges Hardtop-Fahrzeugdach in Schließposition,
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2 das
Hardtop-Fahrzeugdach in einer perspektivischen Ansicht,
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3 das
Fahrzeugdach in Seitenansicht in einer Zwischenposition bei der Überführung von Schließ- in die
geöffnete
Ablageposition,
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4 das
Fahrzeugdach in der in 3 dargestellten Übergangsposition,
in Draufsicht,
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5 das
Fahrzeugdach in Seitenansicht in einer weiter fortgeschrittenen
Position bei der Ablagebewegung,
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6 eine
weitere Seitenansicht in weiter fortgeschrittener Ablageposition,
bei der das mittlere Dachteil sich bereits annähernd oberhalb des vorderen
Dachteils befindet,
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7 das
Fahrzeugdach in Seitenansicht in der Ablageposition, in der die
Dachteile in dem heckseitigen Verdeckkasten verstaut sind,
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8 das
Fahrzeugdach in Ablageposition in einer Draufsicht,
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9 die
Relativkinematiken, über
die das vordere und das mittlere Dachteil an das hintere Dachteil
angebunden sind, dargestellt für
die Schließposition
des Fahrzeugdaches,
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10 die
Relativkinematiken nach 9, jedoch in einer Position,
in der das mittlere Dachteil angehoben ist,
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11 die
Relativkinematiken nach 9 und 10 in
einer Position mit angehobenem mittlerem Dachteil und zurückversetztem
vorderem Dachteil.
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In
den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Zur besseren Orientierung ist in den 1 bis 11 die
Fahrzeugvorwärtsrichtung
mit Pfeil F gekennzeichnet.
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Wie
in 1 dargestellt, ist das Fahrzeugdach 1 als
Hardtop ausgeführt
und umfasst drei starre Dachteile 2, 3 und 4,
die in der gezeigten Schließposition
einen Fahrzeuginnenraum überdecken
und eine gemeinsame, durchgehende Dachaußenhaut bilden. In Schließposition
grenzt das vordere Dachteil 2 an einen Querrahmen eines
Windschutzscheibenrahmens 5 an. Im Heckbereich des Fahrzeuges
befindet sich ein Verdeckkasten 6, der von einem Verdeckkastendeckel
zu verschließen
ist und in dem die Dachteile 2, 3 und 4 in
Ablageposition verstaut werden. Das hintere Dachteil 4 ist über eine
Stellkinematik 7 schwenkbar an die Fahrzeugkarosserie gekoppelt,
wohingegen das vordere und das mittlere Dachteil 2 bzw. 3 über je eine
Relativkinematik 8 bzw. 9 mit dem hinteren Dachteil 4 bzw.
untereinander verbunden sind.
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Wie
der perspektivischen Darstellung gemäß 2 zu entnehmen,
ist das hintere Dachteil 4 über die schematisch dargestellte
Stellkinematik 7 schwenkbar mit der Fahrzeugkarosserie
gekoppelt. Das vordere Dachteil 2 ist über die erste Relativkinematik 8,
welche zwei Dachseitenlenker 10 und 11 sowie drei
Dreh gelenke 12, 13 und 14 umfasst, mit
dem hinteren Dachteil 4 gekoppelt. Das mittlere Dachteil 3 ist über die
zweite Relativkinematik 9, welche als Viergelenkkinematik
ausgeführt
ist, mit dem vorderen Dachteil 2 bzw. einem fest mit dem
vorderen Dachteil 2 verbundenen Gestängeteil verbunden. Aus Gründen der
besseren Übersichtlichkeit
ist in 2 nur die linke Hälfte des Fahrzeugdaches 1 dargestellt; sämtliche
Kinematiken 7, 8 und 9 sind im rechten Dachbereich
spiegelbildlich zum linken Dachbereich ausgeführt.
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Die
erste Relativkinematik 8, über die das vordere Dachteil 2 schwenkbeweglich
mit dem hinteren Dachteil 4 gekoppelt ist, wobei das vordere
Dachteil 2 keine unmittelbare kinematische Kopplung mit der
Fahrzeugkarosserie besitzt, umfasst die beiden Dachseitenlenker 10 und 11,
welche bei geschlossenem Fahrzeugdach horizontal und unmittelbar
hintereinander im Dachseitenbereich in einer gemeinsamen Längsachse
liegen. In Schließposition
nehmen die beiden Lenker 10 und 11 eine Strecklage
ein. Die beiden Lenker 10 und 11 sind über das
Drehgelenk 12 schwenkbar miteinander verbunden, über das Drehgelenk 13 ist
der vordere Dachseitenlenker 10 schwenkbar mit dem vorderen
Dachteil 2 und über das
Drehgelenk 14 der hintere Dachseitenlenker 11 schwenkbar
mit dem hinteren Dachteil 4 gekoppelt. Alle drei Drehgelenke 12, 13 und 14 besitzen
in Schließposition
zueinander im Wesentlichen parallele Drehachsen 12a, 13a und 14a,
die in Schließposition
zumindest annähernd
vertikal verlaufen. Das vordere Drehgelenk 13 und das mittlere
Drehgelenk 12 besitzen jeweils nur eine einzige Drehachse,
wohingegen das hintere Drehgelenk 14 zusätzlich zu der
eingezeichneten, etwa vertikalen Drehachse 14a auch noch
eine horizontale, in Querrichtung verlaufende Drehachse besitzt,
wodurch ein Einknicken von vorderem Dachteil 2 relativ
zum hinteren Dachteil 4 ermöglicht ist.
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In 3 ist
das Fahrzeugdach 1 in einer Zwischenposition bei der Überführung von
Schließ-
in Ablageposition dargestellt. Der Verdeckkasten ist geöffnet, damit
die Dachteile einschließlich
der Kinematiken in den Verdeckkasten 6 hinein kollisionsfrei
versenkt werden können.
Wie der 3 weiterhin zu entnehmen, ist
das hintere Dachteil 4 über
eine Betätigung
der Stellkinematik 7 in eine etwa aufrechte Zwischenposition
verschwenkt, wohingegen vorderes Dachteil 2 und mittleres
Dachteil 3 ihre Orientierung mit nach oben weisender Dachaußenseite
beibehalten haben. Dementsprechend weisen die Drehachsen 12a, 13a und 14a der
Drehgelenke 12, 13 und 14 der ersten
Relativkinematik 8 trotz teilweise verschwenkten Fahrzeugdaches
etwa vertikal nach unten.
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Das
mittlere Dachteil 3 ist über eine Betätigung der
zweiten Relativkinematik 9 in eine gegenüber dem
vorderen Dachteil 2 angehobene Position verstellt.
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Wie
der Draufsicht nach 4 zu entnehmen, knicken die
beiden Dachseitenlenker 10 und 11 der Relativkinematik 8 bei
einer Drehung um ihre etwa vertikalen Drehachsen in Querrichtung
quer zur Fahrzeuglängsachse
in Richtung gegenüberliegender
Dachseite ein, wobei die beiden Lenker 10 und 11 sich
etwa in einer horizontalen Ebene bewegen. Da nur eine Querbewegung
der beiden Dachseitenlenker 10 und 11 möglich ist,
besitzt das Fahrzeugdach 1 gegenüber vertikalen Belastungen
eine sehr hohe Stabilität.
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Wie
der Ansicht gemäß 5 zu
entnehmen, ist die als Viergelenkkinematik ausgeführte Relativkinematik 9, über die
das mittlere Dachteil 3 am vorderen Dachteil 2 angekoppelt
ist, an einem Fortsatz 15 angebunden, welcher fest und
unbeweglich mit dem vorderen Dachteil 2 verbunden ist und
sich in Richtung Fahrzeugheck am vorderen Dachteil 2 erstreckt.
Gemäß einer
al ternativen Ausführung
ist die Relativkinematik 9 unmittelbar an die Relativkinematik 8 gekoppelt,
insbesondere an den vorderen Dachseitenlenker 10; diese
Ausführung
wird in den 9 bis 11 näher beschrieben.
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Bei
der Oberführung
des Fahrzeugdaches in die Ablageposition werden sämtliche
Stellkinematiken und Relativkinematiken zeitgleich bewegt, sodass
während
der Schwenkbewegung des hinteren Dachteiles 4 in den Verdeckkasten 6 hinein
zugleich das vordere Dachteil 2 über eine Betätigung der
Relativkinematik 8 dem hinteren Dachteil 4 angenähert wird
und ebenfalls zugleich das mittlere Dachteil 3 durch Betätigung seiner
Relativkinematik 9 in eine gegenüber dem vorderen Dachteil 2 angehobenen Position
verstellt und in eine oberhalb des vorderen Dachteiles 2 liegende,
parallele Position versetzt wird.
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In 6 ist
das Fahrzeugdach 1 in einer weit fortgeschrittenen Position
während
der Ablagebewegung dargestellt, in der das hintere Dachteil 4 bereits weitgehend
in den Verdeckkasten 6 hinein versenkt und das mittlere
Dachteil 3 in eine Position annähernd über dem vorderen Dachteil 2 verschwenkt
ist. Zugleich ist durch eine fortgesetzte Betätigung der Relativkinematik 8 das
vordere Dachteil 2 einschließlich dem daran angekoppelten
mittleren Dachteil 3 in eine dem hinteren Dachteil 4 angenäherte Position verschoben.
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Während der
gesamten Ablagebewegung behalten die Drehgelenke 12, 13 und 14 der
Relativkinematik 8 zwischen vorderem und hinterem Dachteil 2 bzw. 4 ihre
Ausgangsorientierung mit etwa vertikalen Drehachsen weitgehend bei.
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In
den 7 und 8 ist das Fahrzeugdach 1 in
seiner Ablageposition dargestellt, in der alle Dachteile 2, 3 und 4 einschließlich der
Kinematiken in dem Verdeckkasten 6 versenkt sind. Der Verdeckkastendeckel
ist geschlossen. Wie 7 zu entnehmen, bilden die drei
Dachteile 2, 3 und 4 ein übereinander
liegendes Dachteilpaket, wobei das hintere Dachteil 4 mit
seiner Außenseite
nach unten abgelegt ist, wohingegen vorderes und mittleres Dachteil 2 und 3 die
ursprüngliche
Orientierung mit Dachaußenseite
nach oben beibehalten. Die Dachteile liegen unmittelbar übereinander
in der Reihenfolge hinteres Dachteil 4 zuunterst, vorderes
Dachteil 2 in der Mitte und mittleres Dachteil 3 zuoberst.
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Wie 8 zu
entnehmen, sind die beiden Dachseitenlenker 10 und 11 in
Ablageposition in Querrichtung abgelegt, schließen jedoch einen Winkel ein.
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In
den 9 bis 11 sind die Relativkinematik 8, über die
das vordere Dachteil an das hintere Dachteil angebunden ist, sowie
die Relativkinematik 9 für das mittlere Dachteil im
Detail dargestellt. Gemäß 9,
die der Schließposition
des Fahrzeugdaches entspricht, sind die beiden Dachseitenlenker 10 und 11,
welcher der Relativkinematik 8 des vorderen Dachteiles
zugeordnet sind, im Dachseitenbereich im Fahrzeuglängsrichtung
geradlinig und hintereinander liegend mit fluchtender Längsachse
ausgerichtet. Sämtliche
Drehachsen 12a, 13a und 14a der Gelenke 12, 13 und 14 liegen
näherungsweise
parallel zueinander und verlaufen in vertikaler Richtung.
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Die
Relativkinematik 9 für
das mittlere Dachteil ist an die Relativkinematik 8 für das vordere Dachteil
gekoppelt. Hierzu sind zwei Lenker 16 und 17 der
als Viergelenkkinematik ausgeführten
Relativkinematik 9 schwenkbar mit dem vorderen Dachseitenlenker 10 der
Relativkinematik 8 verbunden, wobei die Drehachsen 18 und 19 der
Drehgelenke zwischen den Lenkern 16 und 17 und
dem Dachseitenlenker 10 näherungsweise in Fahrzeugquerrichtung verlaufen
und parallel zueinander liegen. Die beiden Len ker 16 und 17 der
Relativkinematik 9 sind auf ihrer dem Dachseitenlenker 10 abgewandten
Seite schwenkbar mit einem Trägerteil 20 verbunden,
welches Träger
des mittleren Dachteiles ist. Um bei einer zeitgleichen Betätigung von
Relativkinematik 8 für das
vordere Dachteil und Relativkinematik 9 für das mittlere
Dachteil eine Blockade des gesamten Mechanismus beim Einknicken
der beiden Dachseitenlenker 10 und 11 um ihre
gemeinsame Drehachse 12a zu vermeiden, kann am Trägerteil 20 der
Relativkinematik 9 ein weiteres Drehgelenk 21 vorgesehen sein, über das
das mittlere Dachteil relativdrehbeweglich auf dem Trägerteil 20 gehalten
ist.
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In 10 sind
die Relativkinematiken 8 und 9 in einer Lage dargestellt,
welche einer Zwischenposition beim Überführen des Fahrzeugdaches von
der Schließ-
in die Ablageposition entspricht, und zwar mit angehobenem mittleren
Dachteil, welches in eine Position oberhalb des vorderen Dachteiles
verschwenkt ist, bei zugleich unveränderter Lage des vorderen Dachteiles.
Dies wird durch ein Aufschwenken der Relativkinematik 9 relativ
zu dem Dachseitenlenker 10 erreicht, wobei vorderer Dachseitenlenker 10 und
hinterer Dachseitenlenker 11 nach wie vor hintereinander
liegend mit einer gemeinsamen Längsachse
angeordnet sind. Die Position der Relativkinematiken 8 und 9 aus 10 entspricht
der Fahrzeugdachposition nach 6.
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In 11 ist
sowohl die Relativkinematik 8 für das vordere Dachteil als
auch die Relativkinematik 9 für das mittlere Dachteil in
einer verstellten Position dargestellt, die im Wesentlichen der
Ablageposition des Fahrzeugdaches (7 bzw. 8)
entspricht. Die beiden Dachseitenlenker 10 und 11 sind um
ihre gemeinsame Drehachse 12a eingeknickt und liegen annähernd parallel
zueinander und sind in Fahrzeugquerrichtung abgelegt. Die Relativkinematik 9 für das mittlere
Dachteil behält
ihre Relativposition gegenüber
dem vorderen Dachseitenlenker 10, an welchem die Relativkinematik 9 angebunden
ist, im Wesentlichen bei, wodurch das in Ablageposition übereinander
gestapelte Dachteilpaket mit oben liegendem mittlerem Dachteil und
in der Mitte angeordnetem vorderen Dachteil sowie zuunterst abgelegtem
hinteren Dachteil erreicht wird.