DE102008032688A1

DE102008032688A1 - Gelenk

Info

Publication number: DE102008032688A1
Application number: DE200810032688
Authority: DE
Inventors: Philip Reck
Original assignee: Magna Car Top Systems GmbH
Current assignee: Magna Car Top Systems GmbH
Priority date: 2008-07-02
Filing date: 2008-07-02
Publication date: 2010-01-07

Abstract

Ein Fahrzeugdach besteht aus wenigstens zwei Dachteilen, wobei die Dachteile untereinander über Lenker bewegbar miteinander verbunden sind und die Lenker an ihren zueinander gewandten Enden wenigstens eine gemeinsame Schwenkachse aufweisen. Zwei endseitig miteinander verbundene Lenker sollen während ihrer Bewegung ständig eine geometrisch zueinander bestimmte Position einnehmen, wobei beide Lenker eine konstante Kraftübertragung ermöglichen. Hierzu weist das Gelenk zwei voneinander beabstandete Schwenkachsen auf, wobei wenigstens eine Schwenkachse während der Lenkerbewegung in einem Viertelkreis um die andere Schwenkachse schwenkt. Das Gelenk wird vorteilhaft für Kraftfahrzeuge eingesetzt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gelenk für bewegbare Fahrzeugdächer, vorzugsweise für Kraftfahrzeuge, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Es sind Dächer von Fahrzeugen bekannt, bei denen Lenker zweier Dachteile mit je einem Ende schwenkbar verbunden sind. Hierbei sind die Lenker mittels Buchsen und Gelenkbolzen miteinander schwenkbar verbunden. Beide Lenker sind hierzu dicht voneinander beabstandet angeordnet. Eine Kraft- und Bewegungsübertragung dieser Lenker erfolgt in der Regel über separate Stelleinheiten wie beispielsweise hydraulische Zylinder und nicht direkt über die Endbereiche der Lenker selber.
Aus der DE 101 50 219 A1 ist ein Fahrzeugdach mit einem vorderen und einem hinteren Dachteil bekannt, das zwischen einer den Fahrzeuginnenraum überdeckenden Schließstellung und einer den Fahrzeuginnenraum freigebenden Position verstellbar ist. Hierzu ist an dem vorderen Dachteil eine Mehrgelenkeinrichtung vorhanden, die über eine Anordnung von kurzen Lenkern das vordere Dachteil über das hintere Dachteil bewegt. Die Lenker der Mehrgelenkeinrichtung sind sowohl am vorderen wie auch am hinteren Dachteil angelenkt, wobei die Schwenkachsen vom vorderen Rand des Dachteils zurückversetzt sind und über die Lenker verbindende Bauteile sowohl ein Anheben des vorderen Dachteils wie auch ein etwa paralleles Ablegen der Lenker ermöglicht. Beim Ablegen des Daches schwenkt ein Teil des hinteren Lenkers aus der Dachfläche des zweiten Dachteils nach oben heraus.
Die DE 199 13 274 C1 beschreibt ein Klappverdeck für Fahrzeuge, wobei zwischen zwei Dachteilen eine Hebelmechanik vorgesehen ist, die über mindestens zwei Bügeln und einem Verbindungslenker schwenkbar miteinander gekoppelt sind. Dieser Hebelmechanismus ist als Vier-Gelenkhebelmechanismus ausgelegt. Die Lenkhebel sind mit den Bügeln so verbunden, dass sich die Schwenkachsen der Gelenke zwischen dem mittleren Steuerhebel und einem äußeren Lenkhebel befinden. Beide Lenker sind bei geschlossenem Verdeck hintereinander angeordnet und kommen bei geöffnetem Ver deck parallel und übereinander zu liegen. Die Kopplung erfolgt wie zuvor beschrieben über den Gelenkhebelmechanismus mit Lenkhebeln und Bügeln.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, zwei endseitig zueinander weisende Lenker so miteinander zu verbinden, dass die Lenker aus einer hintereinander angeordneten Strecklage beim Verschwenken in eine parallel zueinander angeordnete Lage bewegt werden und in ihren Endlagen sowie während des Bewegungsablaufs ständig eine geometrisch zueinander bestimmte Position einnehmen. Bei der Bewegung beider Lenker soll eine konstante Kraftübertragung während der Schwenkbewegung ermöglicht werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Gelenk wird besonderer Wert auf eine sehr flach bauende und wenig Bauraum benötigende Ausführung gelegt. Weiter sind die Endbereiche der Lenker über eine miteinander in Eingriff stehende Verzahnung gekoppelt. Hierzu sind die Endbereiche als Teilkreisscheiben ausgelegt. Die Verzahnung ist am Umfang dieser Teilkreisscheiben angeformt. Zweckmäßigerweise sind die Teilkreisscheiben in ihren Schwenkachsen mittels wenigstens eines Zwischenlenkers miteinander verbunden. Die Teilkreisscheiben sind somit von ihrer Kinematik miteinander zwangsgekoppelt.
Über die Gestaltung der Verzahnung beider Lenker ist es möglich, auf die zu übertragenden Kräfte und Momente Einfluss zu nehmen. Die Bewegung und der zeitliche Ablauf der Schwenkbewegung kann ebenfalls durch die Wahl der Verzahnung beeinflusst werden.
Beide Teilkreisscheiben sind von ihren Abmessungen so gestaltet, dass der die Teilkreisscheiben verbindende Zwischenlenker mit einem zwischen seinen Schwenkachsen befindlichen Mittelpunkt sich immer im Schnittpunkt beider Teilkreisdurchmesser der Teilkreisscheiben befindet.
Sowohl der vordere als auch der hintere Lenker kann über weitere Hebel und Lenker bewegt werden, wobei für die Übertragung vom angetriebenen Lenker auf den zweiten Lenker keine zusätzlichen Untersetzungs- bzw. Übersetzungsgetriebe wie beispielsweise Hebelgetriebe notwendig sind. Auch ein direkter Antrieb, gekoppelt mit der Schwenkachse einer der Teilkreisscheiben ist ausreichend um ein Verschwenken bei der Dachteile zu erreichen. Diese Ausführung verringert die Gefahr von toleranzbedingtem Spiel in den Lagerstellen wie auch die Möglichkeit von Klappergeräuschen.
Entgegen einer Lenkeranordnung mit seitlich versetzter Schwenkachse, bei der beispielsweise ein parallel und an den Lenkern angebrachter Verdeckstoff beim Schwenken der Lenker eine erhebliche Dehnung erfahren kann, ist bei der Verwendung von endseitig mittels Verzahnungen verbundenen Lenkern keine Dehnung eines solchen Verdeckstoffs zu erwarten. Hierdurch wird nicht nur die Lebensdauer des Verdeckstoffs sondern auch die der Lagerstelle/n der Lenker erheblich verbessert.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
Die Erfindung wird anhand einer in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform näher erläutert. Es zeigt:
1 eine Seitenansicht eines Fahrzeugs mit bewegbarem Fahrzeugdach, verbunden mittels eines Gelenks aus zwei endseitig an Lenkern befestigten kämmenden Zahnscheiben,
2 einen Stand der Technik mit zwei über ein Gelenk verbundenen Lenkern in gestreckter Lage,
3 einen Stand der Technik mit zwei über ein Gelenk verbundenen Lenkern in teilweise geschwenkter Lage,
4 zwei Lenker in gestreckter Lage mit endseitig kämmenden Zahnscheiben und einem Verbindungslenker,
5 zwei Lenker in teilweise geschwenkter Lage mit endseitig kämmenden Zahnscheiben und einem Verbindungslenker,
6 zwei in 90° zueinander geschwenkte Lenker mit endseitig kämmenden Zahnscheiben und einem Verbindungslenker,
7 zwei in 180° zueinander geschwenkte Lenker mit endseitig kämmenden Zahnscheiben und einem Verbindungslenker.
Ein Fahrzeug 3 mit einem zu öffnenden Fahrzeugdach, bestehend aus wenigstens zwei aneinandergrenzenden, zueinander bewegbaren Dachteilen 10, 11, wobei die bewegbaren Dachteile 10, 11 über schwenkbare Lenker 5, 6 miteinander verbunden sind. Weiter ist aus 1 zu erkennen, dass die Lenker 5, 6 an ihren zueinander gewandten Enden viertelkreisförmig ausgebildet sind und jeweils eine Verzahnung 20 aufweisen. Die Verzahnungen 20 der viertelkreisförmigen Enden 18, 19 kämmen miteinander. Beide Lenker 5, 6 sind im viertelkreisförmigen Endbereich 18, 19 über einen Zwischenlenker 15 miteinander verbunden. Der Zwischenlenker 15 ist mit seinen Endbereichen schwenkbar an den viertelkreisförmigen Endbereichen 18, 19 der Lenker 5, 6 gelagert.
2 zeigt einen Stand der Technik, bei dem zwei über eine gemeinsame Schwenkachse 2 miteinander verbundene Lenker 5, 6 dargestellt sind. Die der Schwenkachse 2 zugewandten Enden der Lenker 5, 6 sind häufig gekröpft ausgeführt, damit in zusammengeklappter Lage (180° zueinander geschwenkte Lenker 5, 6) ein paralleler Versatz beider Lenker 5, 6 entsteht. Dies ist immer dann von Vorteil, wenn an den Lenkern 5, 6 Stoffe oder sonstige Verbindungsteile angebracht sind und hierzu Bauraum für deren Befestigung an den Lenkern 5, 6 benötigt wird. Der Versatz kann entsprechend dem benötigten Bauraum der zusätzlich vorhandenen Bauteile angepasst sein.
Auf den Lenkern 5, 6 ist über die Referenzpunkte L_RF, R_RF-linker Referenzpunkt L_RF, rechter Referenzpunkt R_RF-begrenzt eine Vergleichsstrecke V_ST dargestellt, wobei sich die Lenker 5, 6 in hintereinander angeordneter Strecklage befinden. Die Schwenkachse 2 der Lenker 5, 6 ist von der Vergleichsstrecke V_ST, bedingt durch die Kröpfung der Endbereiche beabstandet angeordnet.
In 3 ist der unter 1 beschriebene Stand der Technik während einem Schwenkvorgang dargestellt. Die Vergleichsstrecke V_ST bewegt sich hierbei aus ihrer zur Schwenkachse 2 beabstandeten Position auf die Schwenkachse 2 zu und kreuzt diese, wobei die Länge der Vergleichsstrecke V_ST in Deckungslage mit der Schwenkachse 2 ein Maximum erreicht. Dieses Maximum ist dadurch zu erklären, dass wie in 1 bereits zu erkennen, die Strecke vom linken Referenzpunkt L_RF ausgehend über die Schwenkachse 2 zum rechten Referenzpunkt R_RF verlaufend zusammen länger ist, als die direkte Verbindung beider Referenzpunkte L_RF, R_RF in Strecklage der Lenker 5, 6 (die Endpunkte L_RF, R_RF liegen bei Strecklage der Lenker 5, 6 dichter zueinander beabstandet).
Diese Verlängerung der Vergleichsstrecke V_ST beim Überschreiten der Schwenkachse 2 kann für einen an den Lenkern 5, 6 befestigten Verdeckstoff, Innenhimmel oder Leitungen zu einer Dehnung führen, die auch die Zerstörung dieser Teile zur Folge haben kann.
Die 4 zeigt die beiden endseitig zueinander positionierten Lenker 5, 6. Die Enden der Lenker 5, 6 sind etwa als Viertelkreisscheiben 18, 19 ausgebildet, wobei jede Viertelkreisscheibe 18, 19 eine Verzahnung 20 aufweist. Die Verzahnungen 20 beider Viertelkreisscheiben 18, 19 kämmen miteinander, wobei für eine einwandfreie Abwälzung der Verzahnungen 20 ein Abheben der Viertelkreisscheiben 18, 19 durch den Zwischenlenker 15 verhindert wird.
Der Zwischenlenker 15 weist an seinen Enden Lagerungen auf, die schwenkbar mit den Schwenkachsen 16, 17 verbunden sind. Die Schwenkachsen 16, 17 sind die Mittelpunkte der Viertelkreisscheiben 18, 19, sodass in jeder Schwenkposition der Viertelkreisscheiben 18, 19 immer gleiche Abstände zwischen den Schwenkachsen 16, 17 bestehen. Der Abstand beider Schwenkachsen 16, 17 bleibt also unverändert, weshalb bei einem Zwischenlenker 15, der in den Schwenkachsen 16, 17 gelagert ist, genau dieser Abstand sichergestellt wird. Es wird somit nicht nur ein einwandfreies geometrisches Abwälzen sondern auch während des Schwenkens immer der gleiche Abstand der Viertelkreisscheiben 18, 19 gewährleistet.
Von der Strecklage bis zur vollständig geschwenkten Lage verbleibt der Zwischenlenker 15 ständig in Überdeckung mit den Viertelkreisscheiben 18, 19, so dass für den Zwischenlenker 15 außer für seine Lenkerdicke kein weiterer Einbauraum benötigt wird.
Eine Vergleichsstrecke V_ST zwischen den Referenzpunkten L_RF und R_RF weist in Strecklage beider Lenker 5, 6 ihre maximale Ausdehnung auf. Bei schwenkenden Lenkern 5, 6 verkürzt sich die Vergleichsstrecke V_ST permanent, bis dass die 180° geschwenkte Endlage beider Lenker 5, 6 erreicht ist.
Eine Überdehnung von an den Lenkern 5, 6 oder den Dachteilen 10, 11 angebrachten Verdeckstoff, Innenhimmel oder Leitungen kann nicht erfolgen.
Die 5 bis 7 zeigen die beiden Lenker 5, 7 während des Schwenkvorgangs. Der Zwischenlenker 15 verbleibt im Wesentlichen während des gesamten Schwenkvorgangs innerhalb der flächigen Ausdehnungen der Viertelkreisscheiben 18, 19, wobei sich der Mittelpunkt des Zwischenlenkers 15 immer etwa auf dem Teilkreisdurchmesser der miteinander kämmenden Zahnradscheiben 18, 19 befindet.
In den Figuren nicht dargestellt ist es selbstverständlich möglich, dass beispielsweise eine der Viertelkreisscheiben 18, 19 mit einem Antriebsmotor gekoppelt ist, wobei in diesem Fall die entsprechende Viertelkreisscheibe 18, 19 ein Antriebsritzel darstellt.

1: Gelenk
2: Schwenkachse
3: Fahrzeug
5: erster Lenker, Lenker 1
6: zweiter Lenker, Lenker 2
10: vorderes Dachteil
11: hinteres Dachteil
15: Zwischenlenker, Verbindungslenker
16: Schwenkachse 1
17: Schwenkachse 2
18: Vierteikreisscheibe 1, Zahnscheibe 1
19: Viertelkreisscheibe 2, Zahnscheibe 2
20: Verzahnung
V_ST: – Vergleichsstrecke
L_RF: – linker Referenzpunkt
R_RF: – rechter Referenzpunkt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10150219 A1 [0003]
- DE 19913274 C1 [0004]

Claims

Gelenk für ein bewegbares Fahrzeugdach, wobei das Fahrzeugdach aus wenigstens zwei Dachteilen besteht und die Dachteile untereinander über Lenker bewegbar miteinander verbunden sind, und die Lenker an ihren zueinander gewandten Enden wenigstens eine gemeinsame Schwenkachse aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenker (5, 6) zwei voneinander beabstandete Schwenkachsen (16, 17) aufweisen und wenigstens eine Schwenkachse (16) während der Lenkerbewegung in einem Viertelkreis um die andere Schwenkachse (17) schwenkt.
Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beabstandeten Schwenkachsen (16, 17) mittels eines Zwischenlenkers (15) verbunden sind.
Gelenk nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenlenker (15) schwenkbar um die Schwenkachsen (16, 17) an den Lenkern (5, 6) gelagert ist.
Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der Lenker (5, 6) als viertelkreisförmige Scheiben (18, 19) ausgelegt sind.
Gelenk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die viertelkreisförmigen Scheiben (18, 19) auf den zueinander gewandten Stirnseiten je eine miteinander kämmende Verzahnung (20) aufweisen.
Gelenk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (20) als Evolventenverzahnung ausgeführt ist.
Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine der viertelkreisförmigen Scheiben (18, 19) mit einem Antrieb verbunden ist.