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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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Aus der
DE 10 2005 049 674 A1 ist ein Cabriolet-Fahrzeug mit zumindest drei aufeinander folgenden Dachteilen bekannt. Ein hinteres Dachteil ist um eine horizontal und quer zum Fahrzeug liegende Schwenkachse verlagerbar. Zur Verlagerung der Dachteile ist ein Antrieb vorgesehen, der mitbewegt sein und ein Einschwenken des hinteren Dachteils um eine karosseriefeste Achse bewirken kann.
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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 10. Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die weiteren Ansprüche 2 bis 9 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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Dadurch, dass 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 platzsparend im Fahrzeug angeordnet sein kann.
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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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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 Umlenkung 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 Durchmesser 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.
