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Die
Erfindung betrifft ein Cabriolet-Fahrzeug mit einem einerseits insgesamt
zu seiner Öffnung beweglichen und andererseits mehrere
Teile umfassenden Dach, wobei Teile des Daches bei seiner Gesamtbewegung
gegeneinander relativbeweglich sind, nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1 sowie ein zugehöriges Fahrzeugdach.
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Aus
der
DE 10 2004
021 576 A1 ist ein Cabriolet-Fahrzeug bekannt, das im geschlossenen
Zustand aufeinander folgende Dachteile aufweist, von denen ein hinteres
gegenüber der Karosserie um eine Querachse derart abwärts
verlagerbar ist, dass es in abgelegter Stellung über Kopf
gewendet im wesentlichen horizontal liegt und mit der bei geschlossenem
Dach dem Insassenraum zugewandten Seite nach oben zeigt. Ein diesem
bei geschlossenem Dach vorgeordnetes weiteres Dachteil ist beim öffnen um
eine im Grenzbereich zwischen den Dachteilen gelegene zweite Querachse
an das hintere heranschwenkbar und liegt in geöffneter
Stellung gegensinnig zu diesem orientiert. Hierfür muss
während der Abwärtsbewegung des hintersten Dachteils
eine Kraftvermittlung zum vorgeordneten Dachteil vorgesehen sein,
um dessen Relativbewegung zu ermöglichen. Zudem ist in
der genannten Schrift das hintere Dachteil in sich geteilt und weist
seitlich einer Heckscheibe quer außen liegende Dachsäulen,
häufig auch als C-Säulen bezeichnet, auf. Diese
sind bei der Dachöffnung um parallel zu seitlich aufragenden Rändern
der Heckscheibe positionierte Achsen einschwenkbar und liegen dadurch
in geöffneter Dachstellung zwischen den beiden genannten
Dachteilen eingeschwenkt. Somit ergibt sich in geöffneter
Dachstellung ein besonders schmales Dachteilpaket. Die Gestaltungsmöglichkeiten
des Fahrzeughecks und eines den Dachaufnahmeraum abdeckenden Karosseriedeckels
sind deutlich verbessert.
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Bei
derartigen Dächern ist es erforderlich, beim Dachöffnen
oder -schließen die Abwärtsbewegung des hintersten
Dachteils sowie die Relativbewegung des vorderen Dachteils hierzu
anzusteuern und anzutreiben und synchron hierzu auch die Einschwenkbewegung
der seitlichen Dachsäulen zu steuern und anzutreiben.
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Der
Erfindung liegt das Problem zugrunde, auf eine einfache und raumoptimierte
Weise eine Relativbewegung von Teilen des Daches und der Gesamtbewegung
des Daches auch für große Schwenkwinkel erreichen
zu können.
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Die
Erfindung löst dieses Problem durch ein Cabriolet-Fahrzeug
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein bewegliches Fahrzeugdach
mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Hinsichtlich weiterer vorteilhafter
Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die weiteren Ansprüche
2 bis 10 verwiesen.
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Durch
die Erfindung ist ein Antrieb für eine Relativbewegung
innerhalb des Daches, der selbst mitbewegt und dabei raumsparend
im Dach angeordnet ist, in Doppelfunktion gleichzeitig für
die Dachbewegung insgesamt gegenüber der Karosserie verwendbar.
Die Synchronisation der verschiedenen Bewegungen erfolgt dadurch
automatisch ohne weitere Maßnahmen. Der Antrieb kann je
nach Dachverhältnissen optimiert plaziert werden. Die Zahl
der erforderlichen Antriebe kann minimiert werden.
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vorteilhaft
ist ein insgesamt mitbewegliches Getriebe antreibbar, das als geschlossene
Kette von gekoppelten Wellen vielfältige Relativbewegungen sowie
eine hohe Stabilität und gute Kraftübertragungsmöglichkeit
auf die Abwärts- und Heckwärtsbewegung des Daches
insgesamt ermöglichen kann.
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Insbesondere
kann mit der Erfindung auch das hinterste Dachteil seitlich neben
einem mittleren, eine Heckscheibe umfassenden Abschnitt gegenüber
diesem bei der Dachöffnung einschwenkbare Dachsäulen
aufweisen, deren Einfaltbewegung bei der Dachöffnung von
dem mitbewegbaren Antrieb mitbewirkbar ist.
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Der
mitbewegbare Antrieb kann durch die Ausbildung einer Getriebekette
je nach Fahrzeugausbildung und sich ergebenden Platzverhältnissen an
der optimalen Stelle in der Getriebekette angeordnet sein:
So
ist die Zuordnung zu einer an einer seitlichen Dachsäule
gelegenen Welle möglich.
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Ebenso
kann der oder jeder Antrieb einer horizontalen, im Einfaltbereich
zwischen dem hintersten und einem diesem vorgeordneten Dachteil
gelegenen Welle zugeordnet sein.
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Auch
ist es möglich, den oder jeden Antrieb einer horizontalen,
im unteren Einfaltbereich des hintersten Dachteils gelegenen und
um eine karosseriefeste erste Querachse bewegbaren Welle zuzuordnen.
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Für
ein möglichst geringes Gewicht und einen geringen Raumbedarf
ist idealerweise genau ein Antrieb für das Getriebe und
die Gesamtbewegung des Daches vorgesehen.
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Wenn
der oder jeder Antrieb ein die jeweilige Welle umgreifender Rohrmotor
ist, ist der Antrieb selbst in seiner langen und schmalen Ausbildung
an den Verlauf dieser Welle angepasst, wodurch er besonders platsparend
im Fahrzeug angeordnet sein kann.
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Besonders
vorteilhaft kann die Gelenkkette sowohl eine Verlagerung des hintersten
Dachteils um eine quer zum Fahrzeug liegende erste, karosseriefeste
Achse und gleichzeitig eine Einfaltbewegung von äußeren
Abschnitten dieses Dachteils über eine mitbewegbare untere
Querachse steuern und zusätzlich über aufragenden
Wellen das Einschwenken des vorgeordneten Dachteils gegenüber
dem hintersten Dachteil um eine parallel zur ersten Achse liegende
obere Querachse bewirken.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus in der Zeichnung
schematisch dargestellten und nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen
des Gegenstandes der Erfindung.
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In
der Zeichnung zeigt:
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1 den
mittleren Bereich eines erfindungsgemäßen Cabriolet-Fahrzeugs
mit hier genau zwei aufeinander folgenden Dachteilen bei geschlossenem
Dach in schematischer Seitenansicht mit Durchsicht auf die zur Dachbewegung
dienenden Teile,
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2 das
geschlossene Dach nach 1 in herausgezeichneter, perspektivischer
Ansicht von schräg links vorne,
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3 eine ähnliche
Ansicht wie 2 mit einem Antrieb einer Welle,
der hier übersichtshalber an drei alternativen Stellen,
nämlich einer oberen Querachse, einer aufragenden Welle
und einer unteren Querachse eingezeichnet ist,
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4 das
geschlossene Dach nach 3 aus einer etwas mehr von unten
gesehenen Perspektive,
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5 das
Dach in Perspektive wie 4 während seiner beginnenden Öffnung,
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6 eine ähnliche
Ansicht wie 5 bei weiter fortschreitender
Dachöffnung,
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7 eine ähnliche
Ansicht wie 6 bei weiter fortschreitender
Dachöffnung,
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8 eine ähnliche
Ansicht wie 7 bei vollständig geöffnetem
und abgelegtem Dach,
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9 das
geschlossene Dach in Ansicht von unten.
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Ein
erfindungsgemäßes Cabriolet-Fahrzeug, das in seiner
Ausbildung gemäß der Zeichnung mit dem Bezugszeichen 1 versehen
ist, umfasst ein bewegliches Dach 2, das in seiner geschlossenen
Stellung (1) einen Insassenraum 3 überdeckt
und mittelbar oder unmittelbar an einen Windschutzscheibenrahmen 4 anschließt.
Das Dach 2 umfasst mehrere – hier beispielhaft
genau zwei – bezüglich der Fahrtrichtung F aufeinander
folgende und an einer zumindest im wesentlichen quer zum Fahrzeug
liegenden Fuge 5 voneinander getrennte Dachteile 6, 7 als
Teile der Dachaußenfläche.
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Die
flächigen, äußeren Dachteile 6, 7 sind
im wesentlichen aus starren Teilen gebildet, umfassen zumindest
starre Rahmen, über die ein Bezug gespannt sein kann.
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Das
hinterste Dachteil 7 umfasst in seinem bezüglich
der Fahrzeugquerrichtung mittleren Abschnitt 8 eine Heckscheibe
und ragt schräg aufwärts.
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Das
hintere Dachteil 7 ist zudem im hier gezeigten Ausführungsbeispielen
in sich geteilt und umfasst außer dem bezüglich
der Fahrzeugquerrichtung mittleren Abschnitt 8 zumindest
im wesentlichen seitlich neben diesem gelegene und gegenüber
dem mittleren Abschnitt 8 bewegliche Dachsäulen 9,
sog. C-Säulen. Diese weiteren relativbeweglichen Teile des
Daches 2 sind hier bei der Dachöffnung gegenüber
dem mittleren Abschnitt 8 mit der Heckscheibe um Drehachsen 10 einfaltbar.
Bei geöffnetem Dach 2 liegen die Dachsäulen 9 dann
eingefaltet oberhalb des gewendeten mittleren Abschnitts 8 des
hinteren Dachteils 7 und unterhalb des diesem vorgeordneten Dachteils 6.
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Die
Drehachsen 10 umfassen zumindest teilweise gleichzeitig
die Antriebswellen 11 zur Bewirkung dieses Einfaltens und
des Einfaltens des vorgeordneten Dachteils 6 gegenüber
dem hintersten Dachteil 7 bei der Dachöffnung.
Die Wellen 11 erfordern nicht zwangsläufig eindrehbare
Dachsäulen 9. Die Erfindung ist daher auch für
herkömmliche Retractable Hardtops (RHTs) ohne eindrehbare
Dachsäulen 9 anwendbar.
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Gemäß der
Zeichnung sind die Wellen 11 hier durchgehend. Alternativ
könnten auch – nicht gezeichnet – nur
im oberen und unteren Bereich der Dachsäulen 9 jeweils
Wellenabschnitte 11a, 11b vorgesehen sein; im
mittleren Bereich könnten die Wellen 11 für
eine gute Raumausnutzung unter Vermeidung einer Einengung der Kopffreiheit
abgekröpft in die C-Säulen 9 geführt
sein.
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Bei
geschlossenem Dach 2 umfassen die Achsen 10 und
die Wellen 11 bzw. deren Abschnitte jeweils eine Komponente
in Fahrtrichtung F und eine aufwärts gerichtete Komponente
(2). In den hier gezeigten Ausführungsbeispielen
liegen die Drehachsen 10 parallel zur Erstreckungsebene
des hinteren Dachteils 7 und parallel zu den seitlichen
Rändern der Heckscheibe, was nicht zwingend ist.
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Zumindest
ein Dachteil 6 ist dem hintersten Dachteil 7 in
geschlossener Stellung (1, 2) vorgeordnet
und liegt im wesentlichen horizontal. Ein oder mehrere weitere bewegliche
Dachteile können etwa mit dem vorderen Dachteil 6 beweglich
verbunden, beispielsweise daran angelenkt oder über ein Parallelogramm
daran befestigt sein. Das erfindungsgemäße Cabriolet-Fahrzeug 1 kann
daher sowohl ein Zweisitzer sein als auch einen größeren
Insassenraum 3 mit zwei oder mehr Sitzreihen hintereinander
aufweisen.
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Zur
Dachöffnung (4 bis 8) ist das hinterste
Dachteil 7 insgesamt um eine hier karosseriefeste erste
Querachse 12, von der aus radial ausgreifende Halter 13 zum
Dachteil 7 ausgehen, abwärts verschwenkbar. Gleichzeitig
ist das vorgeordnete Dachteil 6 an das hinterste Dachteil 7 heranschwenkbar.
Die Verlagerung des mittleren Abschnitts 8 des Dachteils 7 um
die erste Querachse 12 ist hier eine reine Schwenkbewegung;
sie könnte bei einer beweglichen Achse 12 auch
eine überlagerte Bewegung mit translatorischen und rotatorischen
Anteilen sein.
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Das
Heranbewegen des vorgeordneten Dachteils 6 an das hinterste
Dachteil 7 erfolgt hier als reine Schwenkbewegung um eine
mitbewegliche obere und ebenfalls horizontal verlaufende Querachse 14.
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Hierfür
ist zumindest ein mitbewegbarer Antrieb 15 vorgesehen,
auf den weiter unten noch näher eingegangen ist. Dieser
Antrieb 15 kann elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch
arbeiten.
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Um
die Kraft dieses Antriebs 15 nicht nur für das
Einfalten des vorgeordneten Dachteils 6 und der Dachsaulen 9 während
des Dachöffnens oder -schließens, sondern auch
für die Dachöffnung insgesamt nutzen zu können,
ist eine um die erste Querachse 12 bewegbare zweite Querachse 16 des
hintersten Dachteils 7 vorgesehen, die über einen
Kraftvermittler 17 an die Bewegung der ersten Achse 12 gekoppelt
und über diese Kopplung zwangsweise relativ zur ersten
Achse 12 drehbar ist. Diese Drehbewegung kann einen Relativantrieb
für die Vermittlung der Einfaltbewegung der Dachsäulen 9 als
eines Teils des Daches 2 bilden. Gleichzeitig ist die Kraft
für die Relativbewegung auf die karosseriefeste Querachse 12 übertragbar,
so dass diese ebenfalls durch den mitbewegten Antrieb 15 bewirkbar
ist.
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Die
zweite Querachse 16 ist umfasst von einem quer außen
gelegenen Abschnitt 21b einer ebenfalls quer im Fahrzeug 1 erstreckten
und mehr oder weniger rohrförmigen sowie um die Achse 12 schwenkbaren
Baugruppe 21. Der äußere Abschnitt 21b dieser
Baugruppe 21, der die Querachse 16 umgreift und
somit als Antriebswelle dient, ist drehbar an einem quer inneren
Abschnitt 21a gelagert, an dem die Halter 13 angreifen.
Dieser innere Abschnitt 21a ist nicht drehbeweglich gegenüber
den Haltern 13 – und auch nicht gegenüber
dem mittleren Abschnitt 8 des hintersten Dachteil 7.
Der quer außen gelegene Abschnitt 21b ist jedoch
um die Achse 16 gemeinsam mit einem auf diesem gehaltenen
Zahnrad 20 drehbeweglich. Innerhalb der Baugruppe 21 liegt
daher zwischen dem Angriffspunkt der Halter 13 und dem Zahnrad 20 der Übergang
zwischen dem nicht drehbaren Abschnitt 21a und dem drehbaren
Abschnitt 21b.
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Der
Kraftvermittler 17 kann wie hier einen umlaufenden, quer
zu seinem Verlauf strukturierten Zahnriemen 18 umfassen,
der an seiner bei geschlossenem Dach vorderen Umlen kung auf einem mit
der ersten Querachse 12 fest verbundenen ersten Zahnrad 19 und
an seiner hinteren Umlenkung auf dem erwähnten, mit dem äußeren
Abschnitt 21b fest verbundenen zweiten Zahnrad 20 gehalten
ist.
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Da
die zweite Querachse 16 von dem drehbeweglichen Abschnitt 21b umfasst
ist, ist eine Relativdrehung zwischen dem bezüglich der
Fahrtrichtung hintersten Dachteil 7 und dieser Achse 16 möglich.
Bei seinem über die Halter 13 vermittelten Verschwenken
um die erste Querachse 12 behält hingegen der
mittlere Abschnitt 8 des hintersten Dachteils 7 seine
relative Orientierung gegenüber dieser ersten Achse 12 bei,
nicht jedoch gegenüber der Drehachse 16 und dem
Zahnrad 20.
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Bei Öffnung
des Daches 2 dreht das Zahnrad 19, das fest auf
der ersten Achse 12 angeordnet ist, mit dieser in Richtung
des Pfeils 22. Gleichzeitig wird über die Halter 13 die
Baueinheit 21 mit nach unten verschwenkt. Aufgrund des
Zahnriemens 18 wird das zweite Zahnrad 20 jedoch
in seiner Orientierung zur Karosserie des Fahrzeugs 1 konstant
gehalten, was eine Relativbewegung des Abschnitts 21b und
damit der zweiten Querachse 16 bezüglich der ersten
Achse 12 und des Abschnitts 21a bedeutet.
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Die
beschriebene relative Drehbewegung der zweiten 16 relativ
zur ersten Querachse 12 und zum hintersten Dachteil 7 ist über
untere Umlenkgetriebe, hier Kegelradgetriebe 24, in eine
Drehbewegung der seitlich aufragenden und dem hintersten Dachteil 7 zugeordneten
Wellen 11 übersetzbar. Diese Wellen 11 erfahren
daher eine Drehbewegung in Richtung des Pfeils 26 und bewirken
damit ggf. das Einfalten der C-Säulen 9.
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Des
weiteren wird diese Drehbewegung der Wellen 11 über
obere Umlenkgetriebe, hier ebenfalls Kegelradgetriebe 25 mit
jeweils zwei aufeinander abrollenden und gegeneinander um 90° versetzten
Kegelrädern, in ein Heranschwenken des vorgeordneten Dachteils 6 um
die obere Achse 14 an das hinterste Dachteil 7 übersetzt.
Auch diese Relativbewegung erfordert daher keinen eigenen Antrieb
und ist automatisch zwangssynchronisiert zur Bewegung des hintersten
Dachteils 7 und dem Einfalten der Dachsäulen 9.
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Ebenso
ist es möglich, dass der Kraftvermittler 17 statt
des Zahnriemens 18 eine Kette von ineinander greifenden
Zahnrädern umfasst, von denen das Zahnrad 19 das
erste und das Zahnrad 20 das letzte dieser Kette ist. Auch
könnte eine Kardanwelle zur Kraftübertragung auf
die Bewegung um die erste Schwenkachse 12 von der durch
den äußeren Abschnitt 21b gebildeten
Welle dienen. Auch andere Kopplungen sind möglich.
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In
jedem Fall ist für die Relativbewegung des vorgeordneten
Dachteils 6 und/oder der seitlichen Dachsäulen 9 zumindest
ein mitbeweglicher Antrieb 15 vorgesehen. Dieser ist in
den Figuren in drei verschiedenen Positionen eingezeichnet, um damit
zu verdeutlichen, dass seine Anordnung an verschiedenen Stellen
des die Wellen 21b, 11 und 14 sowie die Umlenkgetriebe 24, 25 umfassenden
Getriebes G möglich ist. Über den beschriebenen
Kraftvermittler 17 ist damit auch die Abwärtsbewegung
des Daches 2 insgesamt um die hier von der Querachse 12 gebildete
karosseriefeste Lagerung antreibbar.
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Es
kann ein einziger Antrieb 15 genügen. Auch sind
beispielsweise zwei Antriebe, etwa symmetrisch auf den seitlichen
Wellen 11, möglich. Der oder jeder Antrieb 15 kann
in jedem Fall als ein die jeweilige Welle 11; 14; 21b umgreifender
und lang erstreckter Rohrmotor mit nur geringem Durch messer ausgebildet
sein. Das Verhältnis von Länge zu Radius kann
größer als 10:1 sein. Der Rohrmotor 15 ist
an einem Teil des Daches 2, zum Beispiel dem mittleren Abschnitt 8,
abgestützt – nicht eingezeichnet.
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Beispielsweise
kann ein Antrieb 15 für das Getriebe G und die
Gesamtbewegung des Daches 2 einer oder beiden aufragenden,
im Einschwenkbereich zwischen dem mittleren Abschnitt 8 und
einer seitlichen Dachsäule 9 gelegenen Welle(n) 11 zugeordnet
sein. Dabei ist eine Symmetrie nicht zwingend erforderlich. Eine
durchgehende und mit einem Antrieb 15 versehene Welle 11 ist
auch nur einseitig möglich. Die Kette aus unterer Welle 21b,
aufragender Welle 11 und oberer Querachse 14 ist
dann nicht geschlossen, kann aber dennoch die gewünschten Relativbewegungen
der Teile 6 und 9 sowie das Gesamtschwenken des
Daches 9 bewirken. Eine symmetrische Ausbildung zu einer
geschlossenen Kette sichert dem Getriebe G einen verkantungsfreien, leichtgängigen
Lauf, bei dem in der geschlossenen Kette das hinterste Dachteil 7 zu
seiner Verlagerungsbewegung insgesamt um die quer zum Fahrzeug 1 liegende
erste Achse 12 schwenkbar und gleichzeitig zumindest teilweise
um die mitbewegbare untere Querachse 16 relativbeweglich
ist, das vorgeordnete Dachteil 6 gegenüber dem
hintersten Dachteil 7 um die parallel zur ersten Achse 12 liegende
obere Querachse 14 schwenkbar ist und die beiden aufragenden
Wellen 11 beide Drehbewegungen miteinander koppelt.
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Ebenso
ist es möglich, dass ein Antrieb 15 für
das Getriebe G und die Gesamtbewegung des Daches 2 einer
oberen horizontalen, im Einfaltbereich zwischen dem hintersten 7 und
einem diesem vorgeordneten Dachteil 6 gelegenen Welle 14 zugeordnet
ist.
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Alternativ
oder zusätzlich kann auch ein Antrieb 15 für
das Getriebe G und die Gesamtbewegung des Daches 2 der
unteren horizontalen Querachse 16, und damit der im Einfaltbereich
des hintersten Dachteils 7 gelegenen und um die karosseriefeste erste
Querachse 12 bewegbaren Welle 21b, zugeordnet
sein. Diese Welle 21b ist dann durch die Achse 15 um
den an den Haltern 13 fest gehaltenen Abschnitt 21a herum
schwenkbar.
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Sofern
mehrere Antriebe 15 Verwendung finden, können
diese jeweils sehr gering dimensioniert sein. Auch bei diesen Antriebsanordnungen
kann es je nach räumlichen Verhältnissen auch
vorteilhaft sein, genau einen Antrieb 15 für das
Getriebe G und die Gesamtbewegung des Daches 2 vorzusehen.
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Da
der oder die Antrieb(e) 15 dem Dach 2 unabhängig
von der Karosserie K zugeordnet sind, ist ein erfindungsgemäßes
Fahrzeugdach 2 gesondert beansprucht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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