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Die
Erfindung betrifft ein Cabriolet-Fahrzeug mit zumindest zwei Dachteilen,
wobei ein einem hintersten Dachteil vorgeordnetes weiteres Dachteil
bei der Dachöffnung gegenüber dem hintersten einfaltbar
ist, 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. Das vordere
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. Das hintere Dachteil ist zudem 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 liegende 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 nicht allein die Abwärtsbewegung
und Ausrichtung des hinteren Dachteils sowie die Relativbewegung
des vorderen Dachteils hierzu anzusteuern und anzutreiben, sondern synchron
hierzu auch die Einschwenkbewegung der seitlichen Dachsäulen
zu steuern und anzutreiben.
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Der
Erfindung liegt das Problem zugrunde, dieses auf eine einfache Weise
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 15. Hinsichtlich vorteilhafter Ausgestaltungen
der Erfindung wird auf die weiteren Ansprüche 2 bis 14
verwiesen.
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Mit
der Erfindung ist für das Einfalten des vorgeordneten gegenüber
dem hintersten Dachteil weder ein eigener Antrieb noch eine eigene
Steuerung erforderlich. Das Einfalten ist zwangsweise beim Abwärtsverschwenken
des hintersten Dachteils um eine erste, karosseriefeste Querachse
durch eine zweite Querachse bewirkbar, die mit dem hintersten Dachteil
um die erste Querachse abwärts schwenkbar ist. Dabei ist
jedoch die zweite Querachse über einen Kraftvermittler
an die Bewegung der ersten Achse gekoppelt und über diese
Kopplung zwangsweise relativ zur ersten Achse axial drehbar. Diese Drehbewegung
stellt vorteilhaft auch einen Relativantrieb für die Vermittlung
der Einfaltbewegung von äußeren Dachsäulen
und ist, da an die Schwenkbewegung der ersten Achse gekoppelt, zwangsweise synchronisiert.
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Die
zweite Achse kann vorteilhaft bei ihrer Bewegung um die erste Querachse
ihre relative Orientierung gegenüber der Karosserie beibehalten
und dennoch im Verhältnis zu dem bezüglich der
Fahrtrichtung hintersten Dachteil beweglich sein. Dieses ist beim
Dachöffnen um die erste Querachse herum nach hinten und
abwärts verschwenkbar und behält dabei seine gleichbleibende
Orientierung zur ersten Achse. Im Verhältnis zur zweiten
Achse liegt jedoch eine Relativbewe gung vor, die für Steuerung
und Antrieb von Wellenabschnitten zum Einfalten des vorgeordneten
Dachteils nutzbar ist.
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Besonders
vorteilhaft ist zudem durch die Drehbewegung der aufragenden, der
Dachsäulenbewegung zugeordneten Welle(n) ein Heranschwenken zumindest
auch von seitlichen Dachsäulen bewirkbar. Dadurch ist auch
hierfür kein eigener Antrieb oder Steuerung erforderlich.
Auch diese Bewegung erfolgt dann zwangsweise ohne die Gefahr einer Fehlbedienung.
Damit ist dann insgesamt zur Bewegung des hinteren Dachteils um
eine quer zum Fahrzeug liegende erste Achse, zur Relativbewegung
des vorgeordneten Dachteils um eine zweite Achse und zur Drehbewegung
der Welle(n) und der C-Säulen nur ein einziger Antrieb
erforderlich, der direkt zur Bewirkung des Schwenkens des hinteren
Dachteils um eine quer zum Fahrzeug liegende erste Achse dient und
die weiteren Bewegungen zwangsweise bewirkt.
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Für
einen mechanisch einfachen Aufbau – auch der kraftübertragenden
Getriebe – liegen die Welle(n) günstig parallel
zur Erstreckungsebene des hinteren Dachteils und parallel zu seitlichen
Rändern der Heckscheibe.
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Insbesondere
können die Wellen derart abgekröpft sein, dass
sie nicht geradlinig über die gesamte Höhe des
hinteren Dachteils erstreckt sind, sondern die Drehmomentübertragung
im mittleren Bereich durch die C-Säulen selbst erfolgt
und diese nur oben und unten Achsstummel aufweisen, die ihre Drehachse
umfassen und die dann nicht den Insassenraum stören.
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Die
abgekröpften Antriebswellen ermöglichen auch eine
breite Heckscheibe, deren lichte Weite durch diese Wellen nicht
eingeengt ist.
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Bei
solchen einfachen Lagebeziehungen zwischen den bewegten Querachsen
und den aufragenden Wellen können zur Übersetzung
der Drehbewegung der Welle(n) in die Heranschwenkbewegung zwischen
den Dachteilen jeweils ein oberes Getriebe aus zwei um 90° versetzten
Kegelrädern sowie ein unteres Kegelradgetriebe vorgesehen
sein, das die Relativdrehung der zweiten Querachse zum hintersten
Dachteil in eine Drehbewegung der Wellen) übersetzt.
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Um
die Änderung der Orientierung der bewegbaren unteren Querachse
im Verhältnis zur karosseriefesten ersten Querachse erreichen
zu können, kommen verschiedene Kraftvermittler zwischen der
ersten und der zweiten Querachse in Betracht: Es kann sehr vorteilhaft
und mit minimalem Gewichtsaufwand ein Zahnriemen vorgesehen ist,
der einenends auf einem mit der ersten Querachse fest verbundenen
ersten Zahnrad und anderenends auf einem mit der zweiten Querachse
fest verbundenen zweiten Zahnrad gehalten ist.
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Weiter
kann als Kraftvermittler zwischen der ersten und der zweiten Querachse
eine Kette von ineinander greifenden Zahnrädern vorgesehen
sein, deren Achsen quer zum Fahrzeug liegen und die wartungsfrei
arbeiten können.
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Ebenso
ist als Kraftvermittler zwischen der ersten und der zweiten Querachse
eine mit einer Komponente in Fahrzeuglängsrichtung erstreckte Kardanwelle
möglich.
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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 aus einer leicht von unten
gesehenen Perspektive,
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4 das
Dach in Perspektive wie 3 während seiner beginnenden Öffnung,
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5 eine ähnliche
Ansicht wie 4 bei weiter fortschreitender
Dachöffnung mit Einfalten der seitlichen Dachsäulen
und Abwärtsverschwenken des hintersten Dachteils um die
karosseriefeste erste Querachse,
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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 bis 14 den
Ablauf der Dachöffnung aus der geschlossenen in die vollständig
geöffnete Stellung aus einer perspektivischen Ansicht von schräg
rechts vorne,
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15 eine ähnliche
Ansicht wie 4 aus einer etwas mehr von unten
gesehenen Perspektive,
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16 eine ähnliche
Ansicht des geschlossenen Dachse wie in 3, jedoch
in einer alternativen Ausbildung mit einer Kette von Zahnrädern
zur Kraftvermittlung zwischen der karosseriefesten und der um diese
schwenkbaren Querachse,
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17 eine ähnliche
Ansicht des geschlossenen Dachse wie in 3, jedoch
in einer alternativen Ausbildung mit einer Kardanwelle zur Kraftvermittlung
zwischen der karosseriefesten und der um diese schwenkbaren Querachse.
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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 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
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. Die Heckscheibe kann
faltbar oder insbesondere starr ausgebildet sein und beispielsweise
aus Kunststoff oder Glas bestehen.
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Das
hintere Dachteil 7 ist zudem in den 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 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.
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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) anwendbar.
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Gemäß der
Zeichnung sind im oberen und unteren Bereich der Dachsäulen 9 jeweils
Wellenabschnitte 11a, 11b vorgesehen; im mittleren
Bereich sind die Wellen 11 für eine gute Raumausnutzung
unter Vermeidung einer Einengung der Kopffreiheit abgekröpft
in die C-Säulen 9 geführt.
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Bei
geschlossenem Dach 2 umfassen die Achsen 10 und
die Wellen(abschnitte) 11a, 11b jeweils eine Komponente
in Fahrtrichtung F und eine aufwärts gerichtete Komponente.
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 (3 bis 8 bzw. 9 bis 14)
ist das hinterste Dachteil 7 insgesamt um eine hier karosseriefeste
erste Querachse 12, von der aus radial Halter 13 zum
Dachteil 7 ausgehen, heckwärts und 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
Heranschwenken des vorgeordneten Dachteils 6 an das hinterste
Dachteil 7 erfolgt um eine mitbewegliche obere und ebenfalls
horizontal verlaufende Querachse 14.
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Insgesamt
ist für die Dachbewegung nur ein solcher Antrieb 15 erforderlich,
der die Bewegung des gesamten Daches 2 um die erste Querachse 12 bewirkt.
Dieser Antrieb 15 kann elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch
arbeiten. Dabei können zwei seitliche Antriebe oder nur
ein einzelner seitlicher oder mittiger Antrieb 15 vorgesehen
sein. Auch müssen nicht zwingend an beiden Fahrzeugseiten
symmetrische, gleichartige bauliche Verhältnisse vorliegen.
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Um
die Kraft dieses Antriebs 15 auch für das Einfalten
des Dachteils 6 und der Dachsäulen 9 während
des Dachöffnens oder -schließens 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 dann einen
Relativantrieb für die Vermittlung der Einfaltbewegung
der Dachsäulen 9 als eines Teils des Daches 2 bilden.
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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, 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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Im
ersten Ausführungsbeispiel nach den 1 bis 15 umfasst
der Kraftvermittler 17 einen umlaufenden, quer zu seinem
Verlauf strukturierten Zahnriemen 18, 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. Dabei 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. Eine
vordere Fläche 23 des Zahnrads 20 ist
der besseren Übersicht halber mit drei Markierungen versehen,
die die konstante Ausrichtung dieser Fläche zur Karosserie zeigen.
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Die
beschriebene relative Drehbewegung der zweiten 16 relativ
zur ersten Querachse 12 und zum hintersten Dachteil 7 ist über
untere Getriebe, hier Kegelradgetriebe 24, in eine Drehbewegung
der seitlich aufragenden und dem hintersten Dachteil zugeordneten
Wellen 11 übersetzbar. Diese Wellen erfahren daher
eine Drehbewegung in Richtung des Pfeils 26 und bewirken
damit ohne eigenen Antrieb ggf. das Einfalten der C-Säulen 9.
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Des
weiteren wird diese Drehbewegung der Wellen 11 über
obere Getriebe, hier ebenfalls Kegelradgetriebe 25 mit
je weils 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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Im
zweiten Ausführungsbeispiel nach 16 umfasst
der Kraftvermittler 17 statt des Zahnriemens 18 eine
Kette 27 von ineinander greifenden Zahnrädern,
von denen das Zahnrad 19 das erste und das Zahnrad 20 das
letzte dieser Kette ist. Diese Zahnräder und ihre Funktion
sind gleichartig zu der des ersten Ausführungsbeispiels.
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Auch
im dritten Ausführungsbeispiel nach 17 ist
ein Kraftvermittler zwischen der ersten Schwenkachse 12 und
der von dem äußeren Abschnitt 21b umfassten
zweiten Schwenkachse 16 vorgesehen, um damit das relative
Verdrehen der zweiten Achse 16 zur ersten 12 zu
erreichen. Der Kraftvermittler ist hier als eine mit einer Komponente in
Fahrzeuglängsrichtung erstreckte Kardanwelle 28 ausgebildet.
Auch diese koppelt zwei Zahnräder in gleichartiger Weise
wie oben für die Zahnräder 19, 20 beschrieben.
Auch andere Kopplungen sind möglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004021576
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