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Die
Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für schwenkbare Verdeckteile
gemäß dem Kennzeichen
des ersten Patentanspruchs und ist insbesondere für Cabriodächer an
Kraftfahrzeugen bestimmt.
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Bekannt
sind Dachsysteme mit antreibenden Hydraulikzylindern, bei denen
eine Längsbewegung über eine
Getriebeanordnung in eine Drehbewegung umgeformt wird, siehe
DE 101 11 705 A ,
EP 0918126 A2 .
Abgesehen davon, dass hierzu ein erheblicher materialtechnischer
Aufwand erforderlich ist, um den relativ hohen Anforderungen an
Stabilität
und Genauigkeit zu genügen,
entstehen durch die Art der Umlenkung häufig ungewollte Querbelastungen
der Hydraulikzylinder, die zu Undichtheiten führen können. Außerdem kann die Bewegung der
Hydraulikzylinder in der Dachkinematik zu aufwändigen Leitungsverlegungen
führen.
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Weiterhin
beschreibt die
EP 1160113
A2 eine Anordnung einer Antriebseinheit zu einem Fahrzeugverdeck,
bei welcher der Antrieb in das Hauptlager eines schwenkbaren Dachteils
integriert ist. Diese Anordnung des Antriebs bereitet im Fertigungs-
und Wartungsprozess eines Fahrzeugdaches insofern Schwierigkeiten,
als das Dach auf der Basis des Antriebs aufgebaut wird und bei Defekten
im Antrieb komplett zerlegt werden muss. Darüber hinaus ist der Wechsel
eines defekten Antriebs im Kundendienst nur mit erheblichem Aufwand
möglich,
weil das Dach vor der vollständigen
Zerlegung erst vom Kraftfahrzeug demontiert werden muss.
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Durch
die vorliegende Erfindung sollen die aufgezeigten Mängel des
Standes der Technik auf einfache Art und Weise behoben und ein Antriebssystem
geschaffen werden, das ein Dachsystem bis in die Endlagen optimal
ansteuert. Außerdem
soll durch die Gestaltung des Antriebssystems eine torsionsmomentlose
Belastung der Welle und darüber
hinaus der gesamten Kinematik gewährleistet und damit das Risiko
von inneren Leckagen reduziert werden.
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Die
vorstehend genannte Aufgabe wird durch die Merkmale des ersten Patentanspruchs
gelöst
und durch die Merkmale der Unteransprüche vorteilhaft ausgestaltet.
Dabei kann die Antriebsanordnung elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch
angetrieben werden. Auch kann sie sich in einem festen Hauptlager
oder in einem beweglichen Lager des Verdecks befinden. Die feste
Welle, die vorteilhaft beidseitig aus dem Motorgehäuse herausragt,
ist mit vorzugsweise zwei Kanälen
versehen, die zu entsprechenden Druckkammern im Motor bzw. Motorgehäuse führen und
dessen Schwenkungen in entgegengesetzten Drehrichtungen um die Welle
bewirken, indem sie auf gegenüber
liegende Seiten von im Motorgehäuse
im Wesentlichen radial angebrachten Schaufeln (Prallflächen) einwirken.
Ist die Welle einseitig an einem Lager befestigt, so ist sie auf
der anderen Seite vorteilhaft gegen ungewollte axiale Bewegungen
gesichert. Diese Sicherung ist bspw. am Lager befestigt und umgreift
das Motorgehäuse. Günstiger
Weise ist das einseitige Lager durch einen Sockel verstärkt. Anstatt
dieser Verstärkung
des Lagers kann ein Zwischenstück
vorgesehen sein, das mit dem Lager gegen Verdrehungen gesichert
verbunden ist und in welchem die Welle drehgesichert befestigt ist.
Zumindest ein schwenkbares Teil des Verdeckes ist mit dem Motorgehäuse starr
verbunden, bspw. verschraubt, und umgibt auch den Sockel bzw. das
Zwischenstück.
Der Sockel oder das Zwischenstück
dient der Abstützung
des schwenkbaren Teils bei der Montage bzw. Demontage des Motorgehäuses. Aus
Montagegründen
kann das Lager auch mit einer Halteklinke versehen sein, die jeweils
in eine Ausnehmung am mit dem Motorgehäuse verschraubten schwenkbaren
Teil einführbar
ist.
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Durch
die Erfindung ist es möglich,
dass beim Austauschen des Antriebs die angetriebenen Verdeckteile
entweder in der für
den Montagevorgang notwendigen Stellung oder den gesamten Bewegungsablauf
auch bei fehlendem Motor in der gesicherten Position verbleiben,
so dass eine Montage bzw. Demontage des Antriebs unter stabilen
Bedingungen möglich
ist. Dies wird grundsätzlich
dadurch erreicht, dass die Welle sich nicht dreht, das Motorgehäuse vom
schwenkbaren Teil gelöst
werden und das schwenkbare Teil sich auch ohne das Motorgehäuse gegen
das Lager abstützen
kann. Im Montage- bzw. Demontageprozess auftretende Toleranzen werden
maximal ausgeglichen. Die Lagegenauigkeit bzw. -unveränderlichkeit
der Schwenkachse bzw. Welle ist höher als die bekannter Dachkinematiken, wodurch
sich die Zuverlässigkeit
der Dachbewegung und die Standzeit der Dachkinematik deutlich erhöht. Die
Anordnung der Antriebswelle als feststehendes Bauteil ermöglicht ihre
simple Integration in die Dachkinematik und gewährleistet eine von Torsionsmomenten
freie Bewegungsübertragung.
Die Anbringung der Hydraulik- bzw. Pneumatikanschlüsse an einem
oder beiden Wellenenden vermeidet kostspielige flexible Leitungen.
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Die
Erfindung wird nachstehend an Hand einer schematischen Zeichnung
von vier Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
erfindungsgemäße erste
Antriebsanordnung,
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2 eine
erfindungsgemäße zweite
Antriebsanordnung,
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3 eine
erfindungsgemäße dritte
Antriebsanordnung,
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4 einen
erfindungsgemäßen Antriebsmotor
in perspektivischer Darstellung und
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5 den
Antriebsmotor der 4 im eingebauten Zustand.
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In 1 ist
in einem Lager 10, das ein karosseriefestes Hauptlager
für ein
im übrigen
nicht dargestelltes Fahrzeugverdeck sein kann und mit einem ringförmigen Sockel 101 versehen
ist, eine Welle 11 mit einem Flügel 111 gegen Verdrehungen
gesichert gelagert. Der Flügel 111 ragt
aus der Zeichenebene heraus. Lager 10 und Sockel 101 haben
für die
Welle 11 eine gemeinsame Bohrung 12. Die Welle 11 ist
mit dem auf ihr befestigten, in einer Durchmesserebene liegenden
Flügel 111 Bestandteil
eines Hydraulikmotors 13, aus dem sie beidseitig herausragt,
und fungiert als Stator, gegenüber
dem sich das Gehäuse 14 als
Rotor um eine geometrische Achse X-X zwischen zwei um etwa 180° versetzten,
mit der Zeichenebene zusammenfallenden Endlagen dreht. Der Flügel 111 teilt
den bspw. etwa halbzylindrischen Innenraum des Motorgehäuses 14 in
zwei Kammern 131, 132 deren Größen veränderbar sind. Die Welle 11 enthält Zu- bzw.
Ableitungen 112, 113 für eine aus einem nicht dargestellten
Reservoir den Kammern 131, 132 gesteuert zuzuführende Flüssigkeit.
Das mit einer Phase 114 versehene Ende 115 der
Welle 11 ist der Fahrzeugmitte abgewandt und das Ende 116 ist
der Fahrzeugmitte zugewandt. Ein mit der Welle 11 fest
verbundener, hinter dem Motor 13 gekröpfter Ausleger 15 ist
mit dem Lager 10 an in der Zeichnung nicht sichtbarer Stelle
verschraubt. Mit dem Motorgehäuse 13 ist
ein schwenkbares Teil 16 an Stellen 161 verschraubt,
das zur im übrigen
nicht dargestellten Dachkinematik gehört. Das schwenkbare Teil 16 ist mit
einer den Sockel 101 mit ausreichender Toleranz a umschließenden Stützlasche 162 versehen,
wobei die Toleranz a und die Phase 114 aufeinander abgestimmt
sind.
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Bei
der Montage wird zunächst
die Stützlasche 162 so über den
Sockel 101 geschoben, dass sich beide über der Achse X-X kontaktieren.
Danach wird der Motor 13 mit der Welle 11 und
dem Flügel 111 in
die vorgesehene Bohrung 12 von Sockel 101 und
Lager 10 eingeführt.
Infolge der Phase 114 greift die Welle 11 zunächst mit
dem vorderen Ende 115 in die Bohrung 12 ein und
drückt
beim weiteren Einschieben in die Bohrung 12 über das
Motorgehäuse 14 (oder
ein geometrisch gleiches Hilfsmittel) das schwenkbare Teil 16,
wie in 1 dargestellt, nach oben. Gleichzeitig wird ein
Toleranzausgleich parallel zur X-X-Achse vorgenommen. Der am Wellenende 116 befestigte
Ausleger 15 wird mit dem Lager 10 und das schwenkbare
Teil 16 mit dem Motorgehäuse 14 fest verschraubt,
wobei zur Einhaltung erforderlicher Toleranzen zur Schraubendurchführung Großlöcher vorgesehen
sein können.
Zwischen dem Sockel 101 und der Stützlasche 162 stellt
sich allseitig das gewünschte
Spiel a ein, und das Motorgehäuse 14 kann
sich frei um die Achse X-X drehen.
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Damit
wird eine sehr stabile genaue und reproduzierbare Achslage geschaffen,
die durch Montage und Demontage nicht beeinträchtigt wird.
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In 2 ist
in einem Lager 10 ein Zwischenbolzen 17 (durch
Vierkant oder Verzahnung) gegen Verdrehungen gesichert gelagert,
der an seinem in einem Fahrzeug nach innen gerichteten Kopf 171 eine
Bohrung 172 aufweist, in der ein Ende 115 einer Welle 11 ebenfalls
verdrehgesichert, aber parallel zu einer geometrischen Achse X-X
schwimmend gelagert ist. Die Welle 11 gehört zu einem
Motor 13, der als Hydraulikmotor oder Elektrikmotor ausgebildet sein
kann. Die Welle 11 ragt mit ihren Enden 115, 116 aus
dem Motorgehäuse 14 heraus
und wird an ihrem Ende 11b in einem Ausleger 15 gehalten,
der mit dem Lager 10 hinter dem Motor 13 und deshalb
nicht sichtbar verschraubt ist. Mit dem Motorgehäuse 14 ist ein schwenkbares
Teil 16 verschraubt, das mit einer Stützlasche 162 den Bolzenkopf 171 umgibt.
Das Motorgehäuse 14 ist
auf der Welle 11 um die Achse X-X entsprechend des erforderlichen
Schwenkbereichs des Teils 16 zwischen zwei nicht dargestellten Endlagen
schwenkbar gelagert.
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Bei
der Montage wird zunächst
der Zwischenbolzen 17 durch die Öffnung in der Stützlasche 162 geschoben
und im Lager 10 verdrehungsfest gelagert. Dabei stützt sich
die Stützlasche 162 unabhängig vom
Motor 13 am Bolzenkopf 171 ab, so dass auf ein
unterstützendes
Montagehilfsmittel sowohl bei der Erstmontage als auch bei späteren Montagen verzichtet
werden kann. Der Motor 13 wird dann durch Einschieben des
Wellenendes 115 in die Bohrung 172 in X-Richtung verdrehgesichert
positioniert. Eventuell auftretende Form- und Lagedifferenzen der Bohrungen
werden mittels Großlöchern ausgeglichen.
Eine möglichst
geringe Toleranz muss zwischen der Welle 11 und der Montagestelle
(161) des Schwenkteils 16 bestehen. Auch diese
Ausführungsform
gewährleistet
eine reproduzierbare und sichere Achslage, die auch bei Motorauswechselungen
erhalten bleibt. Die Montage bzw. Demontage des Motors 13 wird
sinnvoller Weise bei geschlossenem Dach vorgenommen.
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In 3 ist
ein Motor 13 mit seinen beidseitig herausragenden Wellenenden 115, 116 in
einem Lager 10 bzw. in einem Ausleger 15 fixiert,
der mit dem Lager 10 (nicht sichtbar) fest verbunden ist.
Dabei ist die Welle 11 nur parallel zur Achse X-X zum Ausgleich
von Toleranzen schwimmend gelagert. Das Motorgehäuse 14 ist mit den
entsprechenden Motorteilen (Polen) um die Welle 11 mit
der geometrischen Achse X-X drehbar gelagert. Am Lager 10 ist über der
Welle 11 eine einstellbare Halteklinke 18 vorgesehen,
die mit einer an einem Schwenkteil 16 vorgesehenen Lasche 162 zusammenwirkt
und in ein an dieser vorgesehenes Loch 181 einrastet. Mit
dem Motorgehäuse 14 ist
das Schwenkteil 16 an Stellen 161 fest verschraubt.
Die Halteklinke 18 dient einerseits als Anschlag in der
Schließposition
des nicht dargestellten Daches. Andererseits verrastet sie in der
Schließposition
mit dem Schwenkteil 16, so dass das Dach in der Schließposition
ohne Abstützung
an der Welle 11 gehalten wird.
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Eventuell
vorhandene durch die Schraubverbindungen bedingte Form- und Lagetoleranzen
werden durch Großlöcher ausgeglichen.
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Bei
der Dachmontage wird zunächst
eine nicht dargestellte Hilfsvorrichtung verwendet, deren Geometrie
mit der des Schwenkmotors 13 identisch ist. Erst danach
wird die Hilfsvorrichtung gegen den Motor 13 ausgetauscht
und dieser festgeschraubt sowie die energetischen Anschlüsse vorgenommen. Während des
Austauschs oder bei einem Motorwechsel bei geschlossenem Dach wird
durch die Halteklinke 18 das Schwenkteil 16 in
seiner Position gehalten.
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Auch
bei diesem Ausführungsbeispiel
ist die Montage und Demontage des Motors 13 ohne Abstützung gegen
die Welle 11 und ohne Positionsveränderung des Schwenkteils 16 und
damit der Dachkinematik sowie des Daches möglich. Es findet kein "Absacken" statt. Montageprozesse
für die
Kinematik und das Dach bewegen sich weitgehend in den herkömmlichen
Bahnen. Darüber
hinaus ist die Herstellungsgenauigkeit infolge der unveränderten
Achslagen und Fertigungsverfahren für die Einzelteile höher als
bei den herkömmlichen
Antriebsanordnungen.
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In 4 ist
ein Hydraulikmotor 13 mit einem zylindrischen Gehäuseteil 14 und
Deckeln 143, 144 zu erkennen, die mit in Schraubbohrungen 145 versenkten
Schrauben 146 am Gehäuseteil 14 hermetisch
dicht befestigt sind. Am Gehäuseteil 14 sind Montageflächen 147 für ein Schwenkteil 16,
bspw. eine C-Säule
(5) vorgesehen. Eine Welle 11 durchragt
das Gehäuse 14 und
die Deckel 143, 144 beidseitig. Das den Deckel 143 durchragende
Ende 115 ist nur zu sehen und mit Ausnehmungen 117 für Passfedern 118 (5)
versehen, mit deren Hilfe die Welle 11 mit einem Lager 20 (5)
drehstarr verbunden ist. Außerdem
ist die Welle 11 mit Anschlüssen 119, 120 für ein Druckmedium
versehen die identisch sind mit den Enden der in der Welle 11 befindlichen
Zu- und Ableitungen 112, 113 (2).
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5 zeigt
den zu 4 beschriebenen Motor 13 in einem gabelförmigen Lager 19 an
einem karosseriefesten Hauptlager 20. Dabei ist es vorteilhaft, wenn
die Welle 11 mit Passfedern 118 mit beiden Gabelschenkeln
drehstarr verbunden ist. Ebenso können sich die Anschlüsse 119, 120 für ein Druckmedium
an einer Seite oder an beiden Seiten der Welle 11 befinden.
An den Montageflächen 147 wird
ein Schwenkbauteil 16 der Dachkinematik, bspw. die C-Säule, über Laschen 163 verschraubt.
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Es
versteht sich von selbst, dass die erfindungsgemäße Antriebsanordnung in der
Regel auf beiden Seiten eines Fahrzeugverdecks angeordnet ist. Auch
können
im zylindrischen Innenraum des Motors 13 mehr als zwei
Kammern 131, 132 und mehr als ein Flügel 111 vorgesehen
sein.
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- 10
- Lager
- 11
- Welle
- 12
- Bohrung
- 13
- (Hydraulik-)Motor
- 14
- Gehäuse
- 15
- Ausleger
- 16
- schwenkbares
Teil
- 17
- Zwischenbolzen
- 18
- Halteklinke
- 19
- gabelförmiges Lager
- 20
- Hauptlager
- 101
- Sockel
- 111
- Flügel
- 112,
113
- Zuleitungen,
Ableitungen
- 114
- Phase
- 115,
116
- Wellenenden
- 117
- Ausnehmungen
- 118
- Passfedern
- 119,
120
- Anschlüsse
- 131,
132
- Kammern
- 143,
144
- Deckel
- 145
- Schraubbohrungen
- 146
- Schrauben
- 147
- Montageflächen
- 161
- Stellen
der Verschraubung
- 162
- Stützlasche
- 163
- Laschen
- 171
- Bolzenkopf
- 172
- Bohrung
- 181
- Loch
- X-X
- geometrische
Achse