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Die
Erfindung betrifft ein Cabriolet-Fahrzeug nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
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Ein
derartiges Cabriolet-Fahrzeug ist aus der Druckschrift
DE 102 43 070 B4 bekannt.
Dieses Fahrzeug umfasst ein Verdeck, das wahlweise einen Fahrzeuginnenraum überdeckt
oder freigibt und beidseits jeweils Dachlenker aufweist, der einerseits über ein
Gelenk karoseriefest angelenkt ist und andererseits an einen Dachsegment
angelenkt ist und das über
eine Verstellmechanik, die als Lenkeranordnung ausgebildet ist,
mit einem Antrieb gekoppelt ist. Die Verstellmechanik umfasst ein
Hebelelement, das über
ein Gelenk karoseriefest gelagert ist und mit dem Antrieb verbunden
ist und das über
ein zweites Gelenk an einem ersten Ende eines einen zwischenlenkerbildenden
Verbindungshebels angelenkt ist, dessen zweites Ende über ein
drittes Gelenk an den Dachlenker angelenkt ist. Das erste Gelenk,
das zweite Gelenk und das dritte Gelenk spannen bei einer Projektion
in Fahrzeugquerrichtung einen Winkel auf, der sich beim Verschwenken
des Dachsegments aus der den Fahrzeuginnenraum freigebenden Öffnungsstellung
in die dem Fahrzeuginnenraum überdeckende
Schließstellung
vergrößert. Hierbei
ist der Verbindungshebel gegenüber
dem Antriebslenker bzw. Hebelelement stets in einem Winkel zwischen etwa
60° und
90° angestellt.
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Ein
weiteres Cabriolet-Fahrzeug ist aus der
DE 10 2004 063 781 A1 bekannt
und mit einem Falt- oder Klappverdeck ausgebildet. Das Verdeck umfasst
beidseits jeweils ein Hauptlenkersystem, welches über ein
Schwenklager karosseriefest angelenkt ist. dem diesem Schwenklager
abgewandten Ende ist das Hauptlenkersystem beispielsweise mit einem
Dachsegment des Verdecks verbunden. Zum Antrieb ist das Lenkersystem über eine
Lenkeranordnung mit einem hydraulischen Antrieb gekoppelt. Die Lenkeranordnung
umfasst mehrere Hebel und mehrere Zwischenlenker, die den Aufbau
des Verdecks konstruktiv aufwändig
und kostenintensiv machen. Auch geht die Vielzahl der jeweils nicht
karosseriefest gelagerten Lenker zu Lasten der Steifigkeit des Verdeckaufbaus.
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Des
Weiteren ist aus der
US
2,704,225 A ein Fahrzeug mit einem Klappdach bekannt, dessen Dachsegmente
mittels einer Mehrgelenkmechanik verschwenkbar gelagert sind. Die
Dachsegmente könnte
zwischen einer Schließstellung,
in der sie einen Fahrzeuginnenraum überdecken, und einer Öffnungsstellung,
in der sie in einem heckseitigen Verdeckablagekasten abgelegt sind,
verstellt werden. Ein Hydraulikzylinder ist unmittelbar an einem
karosseriefest gelagerten Hauptlenker der Lenkeranordnung angelenkt
und verschwenkt diesen zum Öffnen und
Schließen
des Klappdachs. Bei dieser Anordnung des Hydraulikzylinders wird
bei einer kontinuierlichen Bewegung des Kolbens des Hydraulikzylinders
zu Beginn und am Ende des Verstellvorgangs eine hohe Schwenkgeschwindigkeit
des Hauptlenkers erzeugt. Dies führt
insbesondere zu Beginn des Öffnens
des Fahrzeugdachs und am Ende des Schließvorgangs zu einem großen Moment,
das in die Dachsegmente eingeleitet wird, was wiederum zu einer
Wippbewegung des bzw. der Dachsegmente, d. h. zum so genannten Sagging-Effekt
führen
kann.
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Des
Weiteren ist es aus der Praxis bekannt, dass es am Ende einer Bewegung
einer Verdeckkinematik in die Schließstellung eines Verdecks ein
so genannter dynamischer Sagging-Effekt auftritt, wenn die Kinematik
eines vorderen Dachsegments nicht an eine Hauptkinematik gekoppelt
ist. Dieser Sagging-Effekt kann für Fahrzeuginsassen störend bzw. unangenehm
sein.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Cabriolet-Fahrzeug der
einleitenden genannten Gattung mit einer konstruktiv einfachen und
dem Sagging-Effekt entgegenwirkenden Antriebseinrichtung für das Hauptlenkersystem
zu schaffen.
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Diese
Aufgabe ist erfindungsgemäß durch das
Cabriolet-Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Das
Cabriolet-Fahrzeug nach der Erfindung umfasst mithin eine Lenkeranordnung,
die ein Hebelelement umfasst, das über ein erstes Gelenk an dem Hauptlenker
verschwenkbar gelagert ist und mit dem Antrieb verbunden ist und
an dem über
ein zweites Gelenk ein erstes Ende eines Zwischenlenkers angelenkt
ist, dessen zweites Ende über
ein drittes Gelenk an dem Hauptlenkersystem angelenkt ist. Das erste, das
zweite und das dritte Gelenk spannen bei einer Projektion in Fahrzeugquerrichtung
einen Winkel auf, der sich beim Verschwenken des an das Hauptlenkersystem
angelenkte Dachsegment aus einer den Fahrzeuginnenraum freigebenden Öffnungsstellung in
eine den Fahrzeuginnenraum überdeckenden Schließstellung
vergrößert, und
liegen in der Schließstellung
im Wesentlichen auf einer Linie. Das Hebelelement ist so ausgelegt,
dass es zwei winkelig im Bereich des ersten Gelenks starr verbundene
Hebel aufweist, der Antrieb auf ein dem ersten Gelenk abgewandtes
Ende des einen Hebels wirkt, das zweite Gelenk an einem dem ersten
Gelenk abgewandten Ende des anderen Hebels angeordnet ist und das zweite
Gelenk beim Schließen
des Verdecks nach oben verschwenkt wird. Durch diesen Schwenkvorgang
wird die Schließkraft über den
Zwischenlenker in das Hauptlenkersystem eingeleitet.
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Durch
diese aus dem Hebelelement und dem Zwischenlenker bestehende Lenkeranordnung
wird bei gleichbleibender Verstellgeschwindigkeit des Antriebs bewirkt,
dass die Verstellgeschwindigkeit des Dachsegments abnimmt und somit
einem heftigen Anschlagen des Dachsegments an einem Endanschlag
oder einem Nachwippen des Dachsegments bei einem plötzlichen
Stopp an einer Endlage ohne zusätzliche
Endlagendämpfung
so entgegengewirkt werden kann, dass das betreffende Dachsegment sanft
an dem Endanschlag auftrifft bzw. nicht nachwippt, d. h. der sogenannte
Sagging-Effekt tritt mithin durch das Bereitstellen der erfindungsgemäß ausgebildeten,
den Antrieb mit dem Hauptlenkersystem verbindende Lenkeranordnung
nicht auf. Dieser Vorteil wirkt sich insbesondere bei Verdecksystemen
mit starren Dachsegmenten aus, welche beim Schließen des
Verdecks am Ende der Bewegung des Hauptlenkersystems ohne erfindungsgemäß ausgebildete Lenkeranordnung
nachwippen könnten,
wenn kein Kontakt des betreffenden Dachsegments zu den A-Säulen bzw.
dem vorderen Windlauf des Fahrzeugsdachs hergestellt wird. Des Weiteren
bietet die erfindungsgemäße Auslegung
den Vorteil, dass die einzuleitenden Antriebskräfte für die Hauptkinematik gegenüber einer
Anordnung mit einem direkt an das Hauptlenkersystem angebundenen
Antrieb reduziert sein können.
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Durch
die Lagerung des Hebelelementes an dem Hauptlager wird ein steifer
Aufbau des Verdeckaufbaus im Bereich des Hauptlenkersystems bzw. von
dessen Antriebseinrichtung erreicht.
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Der
Antrieb, der auf das Hebelelement wirkt, führt insbesondere eine lineare
Antriebsbewegung aus und ist über
ein viertes Gelenk an dem Hebelelement angelenkt. Beispielsweise
kann der Antrieb einen Hydraulikzylinder zur Ausführung der
linearen Antriebsbewegung aufweisen.
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Besonders
vorteilhaft erweist sich die Erfindung bei einem Verdeck aus starren,
insbesondere aus drei starren Dachsegmenten, die in Öffnungsstellung
in geschachtelter Form in einem heckseitigen Verdeckablagekasten
ablegbar sind.
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Das
Hauptlenkersystem weist zweckmäßigerweise
zwei eine Viergelenkmechanik bildende Lenker auf, wobei an einem
dieser Lenker der Zwischenlenker der das Hauptlenkersystem mit dem
Antrieb verbindenden Lenkeranordnung angelenkt 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
Cabriolet-Verdecks ist in der Zeichnung schematisch vereinfacht
dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es
zeigt
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1 eine
schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Cabriolet-Verdecks
mit Hauptkinematik;
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2 die
Hauptkinematik des Verdecks bei dessen Schließstellung;
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3 die
Hauptkinematik in einer Zwischenstellung des Verdecks; und
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4 die
Hauptkinematik in einer Öffnungsstellung
des Verdecks.
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In 1 ist
eine stark schematische Seitenansicht eines als Cabriolet ausgebildeten
Kraftfahrzeugs 10 dargestellt, das mit einem Verdeck 12 versehen
ist, welches in der in 1 dargestellten Schließstellung
drei starre, hintereinander angeordnete Dachsegmente 14, 16 und 18 aufweist
und mithin als sogenanntes RHT (Retractable Hardtop) ausgebildet
ist. In Öffnungsstellung
des Verdecks 12, in welcher ein Fahrzeuginnenraum nach
oben freigegeben ist, sind die Dachsegmente 14, 16 und 18 in
nicht dargestellter Weise in einem heckseitigen Verdeckablagekasten
in geschachtelter Weise abgelegt. In der in 1 dargestellten
Schließstellung 12 grenzt das
Fahrzeugdach 12 an seinem vorderen Ende an einen Rahmen
bzw. einen Windlauf, der eine Windschutzscheibe 22 am oberen
Rand begrenzt.
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Zur
Ausführung
des Öffnungs-
bzw. Schließvorgangs
weist das Verdeck 12 beidseits unter anderem eine Hauptkinematik
mit einem ein Hauptlenkersystem 24 auf, welches zwei eine
Viergelenkmechanik bildende Lenker 26 und 28 aufweist,
von denen der Lenker 26 einen so genannten Hauptlenker
bzw. eine Hauptsäule
darstellt. Die Lenker 26 und 28 sind jeweils über ein
Gelenk 30 bzw. 32 karosseriefest angelenkt. Mit
ihren den Gelenken 30 und 32 abgewandten Enden
sind die Lenker 26 und 28 jeweils über ein
weiteres Gelenk 34 bzw. 36 an dem mittleren Dachsegment 16 angelenkt.
Die karosseriefesten Gelenke 30 und 32 sind an
einem Hauptlager ausgebildet, das in einem zwischen dem Fahrzeuginnenraum
und dem Verdeckablagekasten 20 angeordneten Bereich jeweils
für das
rechte und das linke Hauptlenkersystem 24 karosseriefest
fixiert ist.
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Der
Lenker 26 des Hauptlenkersystems 24 ist mittels
eines als Antrieb dienenden Hydraulikzylinders 38 zum Öffnen bzw.
Schließen
des Verdecks 12 antreibbar. Der Hydraulikzylinder 38,
der über
ein ebenfalls an dem Hauptlager ausgebildetes Gelenk 40 karosseriefest
angelenkt ist, weist eine Kolbenstange 42 auf, die über ein
Gelenk 44 auf ein einen Kniehebel darstellendes und zwei
Hebel aufweisendes Hebelelement 46 wirkt, das über ein
Gelenk 48, in dessen Bereich die beiden Hebel starr miteinander verbundnen
sind, ebenfalls an dem Hauptlager schwenkbar gelagert ist und über ein
weiteres Gelenk 50 mit einem Zwischenhe bel 52 verbunden
ist, der mit seinem dem Hebelelement 46 abgewandten Ende über ein
Gelenk 54 an dem Hauptlenker 26 angelenkt ist.
Die an dem Hebelelement 46 ausgebildeten Gelenke 44, 48 und 50 sind
projiziert in Fahrzeugquerrichtung in winkeliger Anordnung an dem
Hebelelement 46 ausgebildet.
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Das
vorstehend beschriebene Verdeck 12 öffnet und schließt in der
nachfolgend beschriebenen Weise.
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Ausgehend
von der in 2 dargestellten Schließstellung,
in der die Gelenke 48, 50 und 54 in einer
in Fahrzeugquerrichtung erfolgenden Projektion im Wesentlichen auf
einer geraden Linie liegen – der
Schwenkhebel 46 und der Zwischenlenker 52 sind
also in Strecklage –,
wird mittels des Hydraulikzylinders 38 das Hebelelement 46 um
das karosseriefeste Gelenk 48 in der in der Zeichnung dargestellten
Ansicht entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt. Dadurch wird auf
den Zwischenlenker 52 und auf den Hauptlenker 26 ein
Moment ausgeübt, so
dass zum Einen der Zwischenlenker 52 gegenüber dem
Hebelelement 46 unter Verkleinerung des durch die Gelenke 48, 50 und 54 aufgespannten
Winkels verschwenkt wird und der Hauptlenker 26 zum Ablegen
des mittleren Dachsegments 16 in dem heckseitigen Verdeckablagekasten 20 um
das Gelenk 30 in Richtung Fahrzeugheck verschwenkt wird. Zu
Beginn der Schwenkbewegung ist aufgrund der gestreckten bzw. linearen
Anordnung der Gelenke 48, 50 und 54 ein Übersetzungsverhältnis zwischen dem
Hydraulikzylinder 38 und dem Hauptlenker 26 gegeben,
das nahezu oder gleich Null ist. Mit zunehmendem Verschwenken des
Hebelelementes 46 erhöht
sich das Übersetzungsverhältnis und
damit auch die Schwenkgeschwindigkeit des Hauptlenkers 26.
Durch das anfängliche
kleine und dann stetig zunehmende Übersetzungsverhältnis, dessen
Kennlinie beim Schließen
des Verdecks 12 in entgegengesetzter Form verläuft, kann
einem so genannten Sagging bzw. einem Nachwippen des Dachsegments 16 wirkungsvoll
entgegengewirkt werden.
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Beim
Schließen
des Verdecks 12 ist die Bewegungsabfolge der beschriebenen
Bauteile der Hauptkinematik gegenüber dem vorstehend beschriebenen Öffnungsvorgang
umgekehrt, d. h. der von den Achsen der Gelenke 48, 50 und 54 aufgespannte
Winkel vergrößert sich,
wodurch sich das Übersetzungsverhältnis zwischen
der Hubbewegung des Kolbens 42 des Hydraulikzylinders 38 und
der Schwenkbewegung der Lenker 26 und 28 verkleinert. Im
geschlossenen Zustand ist dieser Winkel dann maximal und annähernd 180°.
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- 10
- Kraftfahrzeug
- 12
- Verdeck
- 14
- Dachsegment
- 16
- Dachsegment
- 18
- Dachsegment
- 20
- Verdeckablagekasten
- 22
- Windschutzscheibe
- 24
- Hauptlenkersystem
- 26
- Lenker
- 28
- Lenker
- 30
- Gelenk
- 32
- Gelenk
- 34
- Gelenk
- 36
- Gelenk
- 38
- Hydraulikzylinder
- 40
- Gelenk
- 42
- Kolbenstange
- 44
- Gelenk
- 46
- Hebelelement
- 48
- Gelenk
- 50
- Gelenk
- 52
- Zwischenhebel
- 54
- Gelenk