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Die
Erfindung betrifft ein Cabriolet-Fahrzeug mit einem im heckseitigen
Fahrzeugbereich ablegbaren Dach nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Ein
derartiges Fahrzeug ist aus der
DE 101 40 234 A1 bekannt. Das Dach dieses
Fahrzeugs ist als Faltverdeck ausgebildet und umfasst ein Verdeckgestänge, das
im geschlossenen Zustand des Dachs von einem flexiblen, planenartigen
Dachmaterial überspannt
ist. Das Verdeckgestänge
umfasst heckseitig beidseits eine Mehrgelenkmechanik, mittels der
das Dach in einen heckseitigen Verdeckkasten ablegbar ist. An die
jeweilige Mehrgelenkmechanik schließt sich in Fahrzeuglängsrichtung
jeweils ein mehrteiliger Dachseitenholm an, der das Dach jeweils
seitlich begrenzt und sich in Schließstellung des Dachs in Fahrzeuglängsrichtung
erstreckt. Beim Öffnen
des Dachs werden die beidseitigen Mehrgelenkmechaniken jeweils mittels
Antriebsorganen angesteuert, um eine Ablage des Dachs in dem Verdeckkasten
zu erreichen. Gleichzeitig werden zur Verkür zung der Längserstreckung des Dachs weitere
Antriebsorgane angesteuert, die im Bereich eines hinteren Dachspriegels
angeordnet sind und auf eine Einschwenkmechanik wirken, mittels
der die einzelnen Holmelemente in Richtung einer Fahrzeuglängsmittelebene
verschwenkt werden können,
so dass das Fahrzeugdach in Fahrzeuglängsrichtung verkürzt wird
und eine Verschränkung
der einzelnen Verdeckgestängeelemente,
d. h. von Dachseitenholmelementen und von Dachspriegeln, die an
den Dachseitenholmelementen angelenkt sind, erfolgt. Unter anderem
durch die Ansteuerung der Mehrgelenkmechanik und der Einschwenkeinrichtung
mittels separater Antriebsorgane ist dieses Faltverdeck mit hohen
Kosten verbunden.
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Des
Weiteren ist aus der
DE
100 42 417 A1 ein Faltverdeck für ein Cabriolet-Fahrzeug bekannt, bei
welchem ein Verdeckgestänge
im Wesentlichen L-förmige
Seitenbügel
aufweist, denen jeweils über eine
Mehrgelenkanordnung eine dreidimensionale Schwenkbewegung aufgezwungen
werden kann, so dass die Seitenbügel,
die einen Fensterbereich des betreffenden Fahrzeugs begrenzen, beim Öffnen des Faltverdecks
im Bereich eines heckseitig angeordneten Verdeckkastens abgelegt
werden können.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Cabriolet-Fahrzeug der
einleitenden genannten Gattung zu schaffen, das sich durch eine
kompakte Ablegemechanik für
ein Verdeckgestänge
bzw. das ein Verdeckgestänge
umfassende Dach auszeichnet.
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Diese
Aufgabe ist erfindungsgemäß durch das
Cabriolet-Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Der
Kern der Erfindung besteht mithin darin, dass allein durch den Antrieb
der Mehrgelenkmechaniken, die das Ablegen des Dachs in dem Verdeckkasten
bewirken, mittels der Umsetzmechaniken und der von diesen erfassten
Rotationselemente die Einschwenkeinrichtungen für die Dachseitenholme angesteuert
werden können.
Separate Antriebseinrichtungen für
die Einschwenkeinrichtungen sind mithin nicht erforderlich. Es erfolgt
vielmehr eine Zwangskopplung der Bewegungen der Mehrgelenkmechaniken
und der Betätigung
der Einschwenkeinrichtungen für
die Dachseitenholme. Es erfolgt eine synchrone Ansteuerung der Mehrgelenkmechaniken und
der Einschwenkeinrichtungen, was das Öffnen bzw. Schließen des
Dachs in kurzer Zeit ermöglicht. Die Öffnungs-
bzw. Schließgeschwindigkeit
kann durch entsprechende Auslegung der Mehrgelenkmechaniken, der
Umsetzmechaniken und der Einschwenkeinrichtungen eingestellt werden.
Es liegt also eine dreidimensionale Kopplung des Gesamtsystems ohne
separaten Antrieb für
die Einschwenkeinrichtungen vor.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
des Cabriolet-Fahrzeugs
nach der Erfindung sind die Rotationselemente jeweils als Torsionsrohr
ausgebildet, das bei einer Betätigung
der betreffenden Mehrgelenkmechanik synchron zu einer Hauptsäule der Mehrgelenkmechanik
verschwenkt wird und an dem ein der Umsetzeinrichtung zugeordnetes
Lenkersystem fixiert ist, dessen dem Torsionsrohr abgewandtes Ende
karosseriefest gelagert ist. Durch die karosseriefeste Lagerung
des Lenkersystems bzw. der Umsetzmechanik kann durch Verschwenken
des Torsionsrohrs ein Drehmoment in dasselbe eingetragen und damit
eine Rotation desselben ausgelöst
werden. Diese Rotation wird beim Öffnen des Dachs zum Einschwenken
des betreffenden Dachseitenholms in Richtung der Fahrzeuglängsmittelebene
in eine Ablegestellung und beim Schließen des Dachs aus dieser Ablegestel lung
nach außen
in eine parallel zur Fahrzeuglängsrichtung
ausgerichtete Anordnung genutzt.
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Bei
einer speziellen Ausführungsform
des Cabriolet-Fahrzeugs
nach der Erfindung erfolgt die karosseriefeste Lagerung des Lenkersystem,
das die jeweilige Umsetzmechanik darstellt, über ein sphärisches Gelenk, so dass das
Lenkersystem gegenüber der
Fahrzeugkarosserie im Wesentlichen frei verschwenkbar ist.
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Insbesondere
umfasst das Lenkersystem zwei Lenkerelemente, die über ein
Kreuzgelenk miteinander verbunden sind und von denen eines starr mit
dem Torsionsrohr verbunden ist. Über
die starre Verbindung wird dann beim Verschwenken des Torsionsrohrs
ein Drehmoment auf dasselbe übertragen.
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Die
Position der Anbindung des Lenkerelementes an das Torsionsrohr ist
ein Parameter für
den Verdrehwinkel des Torsionsrohrs beim Öffnen bzw. Schließen des
Dachs. Grundsätzlich
gilt hierbei die Regel, dass eine höhere Anbindung des Lenkersystems
an das Torsionsrohr einen größeren Drehwinkel des
Torsionsrohrs beim Öffnen
bzw. Schließen
des Dachs bewirkt, weil dadurch eine größere Relativbewegung zwischen
dem karosseriefesten Anbindungspunkt des Lenkersystems und dem Anbindungspunkt
des Lenkersystems an das Torsionsrohr erreicht wird. Der Anbindungspunkt
des Lenkersystems an das Torsionsrohr ist mithin maßgeblich
für den
Einschwenk- bzw. Verschränkungswinkel
des anzusteuernden Dachseitenholms.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
des Cabriolet-Fahrzeugs
nach der Erfindung sind eine Hauptsäule der Mehrgelenkmechanik
und das Torsionsrohr über
ein Verbindungselement miteinander verbunden, das an der Hauptsäule fixiert
ist und an dem das Torsionsrohr drehbar gelagert ist. Ein solches
Verbindungselement kann dem Torsionsrohr die Schwenkbewegung der
angetriebenen Hauptsäule aufzwingen
und gleichzeitig eine Drehung des Torsionsrohrs zur Betätigung der
Einschwenkeinrichtung zulassen.
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Zur
Fixierung an der Fahrzeugkarosserie kann das Torsionsrohr drehbar
an einem sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Basisrohr gelagert sein,
das die beidseits angeordneten Mehrgelenkmechaniken miteinander
verbindet. Das Basisrohr gewährleistet
eine hohe Steifigkeit des Dachaufbaus bzw. des Betätigungsmechanismus
für das öffenbare Dach
und insbesondere der Umsetzmechanik.
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Bei
einer speziellen Ausführungsform
umfassen die beidseits des Dachs angeordneten Einschwenkeinrichtungen
jeweils zwei über
ein Rotationsgelenk miteinander verbundene Koppellenker, die das
jeweilige Rotationselement und den betreffenden Seitenholm miteinander
verbinden. Die beiden gelenkig miteinander verbundenen Lenker ermöglichen
eine bauraumoptimierte Auslegung der Einschwenkeinrichtungen für die Seitenholme.
Der Anbindungspunkt eines der beiden Koppellenker an dem betreffenden
Seitenholm und die Längen
der beiden Koppellenker bestimmen den zeitlichen Ablauf der Einschwenk-
bzw. Ausschwenkbewegung der Seitenholme sowie deren Schwenk- bzw.
Verdrehwinkel.
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Um
ein Verkippen der Koppellenker gegenüber dem Rotationselement ausgleichen
zu können, erfolgt
die Anbindung der Koppellenker an das Rotationselement bevorzugt über ein
Kreuzgelenk.
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Bei
einer speziellen Ausführungsform
des Cabriolet-Fahrzeugs
nach der Erfindung sind die Dachseitenholme jeweils aus mindestens
einem hinteren und einem vorderen Holmelement gebildet, die in Schließstellung
des Dachs miteinander fluchten und über einen Lenker miteinander
verbunden sind, so dass beim Einschwenken des hinteren Holmelementes,
an dem die Einschwenkmechanik angreift, das vordere Holmelement
zwangsgesteuert ebenfalls eingeschwenkt wird. Die Anbindung des
Lenkers an das hintere und an das vordere Holmelement kann über ein
einfaches Rotationsgelenk erfolgen.
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Um
bei einem aus einem flexiblen Material gebildeten Stoffverdeck bzw.
einem Softtop eine hinreichende Spannung des Stoffes im geschlossenen Zustand
des Dachs gewährleisten
zu können,
ist an den einzelnen Holmelementen jeweils mindestens ein Spriegel
fixiert. Dieser Spriegel dient zumindest im geschlossenen Zustand
des Dachs zur Auflage des Stoffmaterials. Ein an dem vorderen Holmelement
angeordneter Frontspriegel ist vorzugsweise fest mit dem Stoffmaterial
verbunden.
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An
dem hinteren Holmelement kann ein Spriegel über einen Spriegellenker fixiert
sein. Durch diesen Spriegel sind die beidseits angeordneten, beim Öffnen des
Dachs einzuschwenkenden Seitenholme miteinander verbunden, wodurch
auch ein Verschränken
des ebenfalls dem Verdeckgestänge zugeordneten
Spriegels beim Öffnen
des Dachs gewährleistet
wird.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
des Fahrzeugdachs nach der Erfindung ist die Mehrgelenkmechanik
eine Viergelenkmechanik, deren beiden Lenker einerseits karosseriefest
angelenkt sind und andererseits an einem Trägerelement angelenkt sind,
an dem ein Eckspriegel des Verdeckgestänges fixiert ist. Durch die
Auslegung der beiden Lenker hinsichtlich ihrer Form und ihrer Länge kann
die Bewegungsbahn des Verdecks des Dachsystems bei dessen Öffnen bzw.
Schließen
definiert werden.
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Das
Dach des Cabriolet-Fahrzeugs nach der Erfindung kann grundsätzlich durch
einen einzigen Antriebsmotor angetrieben sein, der auf das drehbar gelagerte
Basisrohr wirkt. Das Basisrohr überträgt dann
ein Drehmoment auf die Hauptsäulen
der beidseits angeordneten Mehrgelenkmechaniken und auf die diesen
jeweils zugeordneten Rotationseinrichtungen. Aus Stabilitätsgründen ist
es in der Regel jedoch vorteilhaft, wenn auf die Mehrgelenkmechaniken
jeweils eine separate Antriebseinrichtung wirkt, die beispielsweise
in Form eines Hydraulikzylinders oder eines sonstigen Linearantriebs
ausgebildet ist.
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Das
Fahrzeug nach der Erfindung ist in der Regel als Personenkraftwagen
ausgebildet. Denkbar ist es aber auch, dass das Fahrzeug nach der
Erfindung ein Wasserfahrzeug mit einem Faltverdeck ist.
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach
der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.
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Ein
Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäß ausgebildeten
Fahrzeugdachs ist in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt
und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt
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1 eine
perspektivische, einer rechten Fahrzeugseite zugeordnete Teilansicht
eines Verdeckgestänges
eines als Faltverdeck ausgebildeten Cabriolet-Fahrzeugdachs in Schließstellung;
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2 eine 1 entsprechende
Ansicht in einer ersten Öffnungsphase;
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3 eine 1 entsprechende
Ansicht in einer zweiten Öffnungsphase;
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4 eine 1 entsprechende
Ansicht in Öffnungsstellung
des Fahrzeugdachs; und
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5 eine
perspektivische Ansicht eines Antriebsmechanismus für das Verdeckgestänge in Schließstellung
des Fahrzeugdachs.
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Die
Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines als Faltverdeck ausgebildetes
Fahrzeugdachs 10 dargestellt, das Bestandteil eines ansonsten
nicht näher
dargestellten Cabriolet-Fahrzeugs ist und mit einer ebenfalls nicht
näher dargestellten
flexiblen und faltbaren Außenhaut
aus einem wasserdichten Material versehen ist und mithin ein so
genanntes Softtop darstellt.
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Das
Fahrzeugdach 10 umfasst ein Verdeckgestänge 12, das in der
in 1 dargestellten Schließstellung die einen Verdeckbezug
darstellende Außenhaut
spannt und mittels dessen Antrieb ein Öffnen bzw. Schließen des
Fahrzeugdachs zum Freigeben bzw. Überdecken eines Fahrzeuginnenraums erfolgen
kann.
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Das
Verdeckgestänge 12,
das in der Zeichnung nur hinsichtlich seines in Fahrtrichtung rechten Bereichs
dargestellt ist und bezüglich
der Fahrzeuglängsmittelebene
spiegelsymmetrisch ausgebildet ist, umfasst in seinem heckseitigen
Bereich beidseits eine Viergelenkmechanik 14 mit einer
Hauptsäule 16 und
einem Hauptlenker 18. Die beiden von der Hauptsäule 16 und
dem Hauptlenker 18 gebildeten Lenker der Viergelenkmechanik
sind mit ihren in Schließstellung
des Fahrzeugdachs 10 nach unten weisenden Enden jeweils
karosseriefest angelenkt und mit ihren in Schließstellung des Fahrzeugdachs 10 nach
oben weisenden Enden an einem Träger 20 angelenkt,
der unter anderem zur Fixierung eines so genannten Eckspriegels 22 dient,
in dessen Bereich ein Übergang
zwischen einem Heckscheibenabschnitt 11 und einem Vorderdachabschnitt 13 des Fahrzeugsdachs 10 angeordnet
ist.
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An
dem Träger 20 ist
ein Seitenholm 24 verschwenkbar angelenkt, der einen hinteren
Holmabschnitt 26 und einen vorderen Holmabschnitt 28 umfasst,
welche in Schließstellung
des Fahrzeugdachs 10 miteinander fluchten und über einen
Lenker 30 miteinander verbunden sind.
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An
dem vorderen Holmabschnitt 28 ist des Weiteren ein Frontspiegel 32 drehbar
gelagert, an dem der Verdeckbezug mit seinem vorderen Ende fixiert
ist. An dem hinteren Holmabschnitt 26 ist über einen
Spriegellenker 34 ein Mittelspriegel 36 schwenkbar
gelagert.
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Des
Weiteren sind an dem Träger 20,
an dem hintern Holmabschnitt 26 und an dem vorderen Holmabschnitt 28 Dichtelemente 38, 40 und 42 fixiert, die
in der in 1 dargestellten Schließstellung
des Fahrzeugsdachs 10 miteinander fluchten und zur Dichtung
von hier nicht näher
dargestellten, angrenzenden Fensterrandbereichen des betreffenden Fahrzeugs
dienen.
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Zum
Antrieb weist das Fahrzeugdach 10 beidseits jeweils einen
nicht näher
dargestellten Hydraulikzylinder auf, der auf die Hauptsäule 18 des Viergelenks 14 wirkt
und bei Betätigung
die Hauptsäule 18 verschwenkt.
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Die
Hauptsäule 18 ist
ihres karosseriefest angelenkten Endes mit einem als Rotationsrohr
ausgebildeten Basisrohr 44 verbunden, welches die an beiden
Fahrzeugseiten angeordneten Viergelenke 14 miteinander
verbindet und drehbar gelagert ist.
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Das
Basisrohr 44 hat einen rechtwinklig zur Achse des Basisrohrs 44 ausgerichteten
Hülsenabschnitt 46 zur
drehbaren Aufnahme eines unteren Endabschnitts eines Torsionsrohrs 48,
das ein Rotationselement einer Einschwenkeinrichtung für den Dachseitenholm 24 darstellt
und mittels dessen eine Einschwenk- bzw. Ausschwenkbewegung auf
die Holmabschnitte 26 und 28 übertragen werden kann.
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Das
Torsionsrohr 48 ist in einem von dem Basisrohr entfernten
Abschnitt in einer kreisförmigen Ausnehmung 50 einer
Verbindungsplatte 52 drehbar gelagert, die über eine
abgewinkelte Endlasche 54 an der Hauptsäule 18 des Viergelenks 14 verschraubt
ist. Die Verbindungsplatte 52 kann so eine in einer parallel
zur Fahrzeuglängsmittelebene
angeordneten Ebene erfolgende Schwenkbewegung der Hauptsäule 18,
d. h. eine in einer so genannten X/Z-Ebene erfolgende Schwenkbewegung
der Hauptsäule 18 auf
das Torsionsrohr 48 übertragen.
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Des
Weiteren ist das Torsionsrohr 48 in einem an den Hülsenabschnitt 46 des
Basisrohr 44 angrenzenden Abschnitt starr mit einem ersten
Lenkerelement 56 verbunden, das an seinem dem Torsionsrohr 48 abgewandten
Ende über
ein Kreuzgelenk 58 mit einem zweiten Lenkerelement 60 verbunden
ist, das wiederum mit seinem dem ersten Lenkerelement 56 abgewandten,
kugelförmigen
Ende 62 über
ein nicht näher
dargestelltes sphärisches
Gelenk karosseriefest angebunden ist.
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Durch
das aus den beiden Lenkerelementen 56 und 60 gebildete
Lenkersystem wird bei einem Verschwenken des Torsionsrohrs 48 in
einer X/Z-Ebene des Fahrzeugs ein Drehmoment in das Torsionsrohr 48 eingetragen,
so dass das Torsionsrohr eine Drehung um seine Achse erfährt.
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An
seinem dem Basisrohr 44 abgewandten Ende ist das Torsionsrohr 48 über ein
weiteres Kreuzgelenk 64 mit einem ersten, aus einem Stanzblech gebildeten
Koppellenker 66 verbunden, der wiederum über ein
einfaches Rotationsgelenk 68 mit einem aus einem gebogenen
Stanzblech gebildeten zweiten Koppellenker 70 verbunden
ist. Der Koppellenker 70 ist mit seinem dem ersten Koppellenker 66 abgewandeten
Ende über
ein weiteres, einfaches Rotationsgelenk 72 mit dem hinteren
Holmabschnitt 26, der auch als Mittellenker bezeichnet
wird, verbunden.
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Durch
eine Drehung des Torsionsrohrs 48, die durch dessen Verschwenken
ausgelöst
wird, erfolgt damit auch ein Verschwenken des hinteren Holmabschnitts 26 und über den
Lenker 30, der den hinteren Holmabschnitt 26 und
den vorderen Holmabschnitt 28 verbindet, auch ein Verschwenken
des vorderen Holmabschnitts 28.
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Das
vorstehend beschriebene Fahrzeugdach 10 öffnet in
nachfolgender Weise.
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An
der Hauptsäule 16 des
Viergelenks 14 setzt mittels des Hydraulikzylinders eine
Zugkraft an, die ein Verschwenken der Hauptsäule 16 und damit, vermittelt über die
Verbindungsplatte 52, auch des Torsionsrohrs 48 in
der X/Z-Ebene, d. h. in der Ebene, die parallel zur Längsmittelebene
des Fahrzeugs angeordnet ist, auslöst. Durch dieses Verschwenken des
Torsionsrohrs 48 wird mittels des aus den beiden Lenkerelementen 56 und 60 bestehenden
Lenkersystems, das über
das kugelförmige
Ende 62 karosseriefest angelenkt ist, ein Drehmoment auf
das Torsionsrohr 48 übertragen,
so dass dieses um seine Hauptachse verdreht wird. Diese Drehung
wird über die
Koppellenker 66 und 70 in ein Verschwenken des hinteren
Holmabschnitts 26, der über
ein Gelenk 27 verschwenkbar mit dem Träger 20 verbunden ist,
in Richtung der Längsmittelebene
des Fahrzeugs umgesetzt. Gleichzeitig zieht der hintere Holmabschnitt 26 über den
Lenker 30 am hinteren Ende des vorderen Holmabschnitts 28,
so dass der vordere Holmabschnitt 28 mit seinem hinteren
Ende ebenfalls in Richtung der Fahrzeuglängsmittelebene verschwenkt
wird. Das aus den beiden Lenkern 56 und 60 bestehende
Lenkersystem bildet also eine Umsetzmechanik, die in mechanischer
Weise eine Schwenkbewegung der Viergelenkmechanik 14 in eine
Drehung des Torsionsrohrs 48 der Einschwenkeinrichtung
für den
Dachseitenholm 24 umsetzt.
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Bei
dem Verschwenken der Holmabschnitte 26 und 28 bleiben
die Spriegel 22, 36 und 32 parallel zur
Fahrzeugquerrichtung angeordnet. Sie werden jedoch, wie den 3 und 4 zu
entnehmen ist, aufeinander zugefahren, so dass das Verdeckgestänge 12 im
abgelegten, d. h. in dem in 4 dargestellten
Zustand, verschränkt
ist und eine kompakte Einheit bildet.
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- 10
- Fahrzeugdach
- 11
- Heckscheibenabschnitt
- 12
- Verdeckgestänge
- 13
- Vorderdachabschnitt
- 14
- Viergelenkmechanik
- 16
- Hauptsäule
- 18
- Hauptlenker
- 20
- Träger
- 22
- Eckspriegel
- 24
- Seitenholm
- 26
- hinterer
Holmabschnitt
- 27
- Gelenk
- 28
- vorderer
Holmabschnitt
- 30
- Lenker
- 32
- Frontspriegel
- 34
- Spriegellenker
- 36
- Mittelspriegel
- 38
- Dichtung
- 40
- Dichtung
- 42
- Dichtung
- 44
- Basisrohr
- 46
- Hülsenabschnitt
- 48
- Torsionsrohr
- 50
- Ausnehmung
- 52
- Verbindungsplatte
- 54
- Endlasche
- 56
- Lenkerelement
- 58
- Kreuzgelenk
- 60
- Lenkerelement
- 62
- Kugelförmiges Ende
- 64
- Kreuzgelenk
- 66
- Koppellenker
- 68
- Rotationsgelenk
- 70
- Koppellenker
- 72
- Rotationsgelenk