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Die
Erfindung betrifft ein Verdeck eines Kraftfahrzeugs, das mittels
eines eine Hauptsäule und einen Hauptlenker enthaltenden
Verdeckgestells an einer festen Fahrzeugstruktur bewegbar gelagert
und zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung
verstellbar ist, wobei eine Federkrafteinrichtung vorgesehen ist,
die ein dem Gewicht des Verdecks entgegen wirkendes Drehmoment auf
das Verdeckgestell aufbringt.
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Der
grundsätzliche Aufbau eines solchen Verdecks oder Faltverdecks
ist z. B. aus der
EP
0 749 859 A1 bekannt, bei der ein Hauptantrieb für
die Verstellung des Faltverdecks vorgesehen ist. Eine Einrichtung
zur Gewichtsentlastung des Verdecks ist nicht vorgesehen.
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Aus
der
DE 10 2006
020 758 A1 ist ein Fahrzeugdach mit einem beweglichen Dachteil
bekannt geworden, das mittels eines vorderen Dachlenkers und eines
hinteren Dachlenkers in Viergelenkanordnung karosserieseitig schwenkbar
gelagert und zwischen einer Schließstellung und einer heckseitigen Ablagestellung
verstellbar ist. Eine die Öffnungs- und Schließbewegung
des Daches unterstützende Vorgelegekinematik ist mit dem
vorderen Dachlenker gekoppelt. Die Vorgelegekinematik umfasst ein
Federelement, das einenends an dem vorderen Dachlenker angreift
und diesen mit einem um dessen Drehgelenk wirkenden Schwenkmoment
beaufschlagt, wobei die Wirklinie des Federelements bei Überführen
des Dachteils zwischen Schließ- und Ablagestellung über die
Position des Drehgelenks des vorderen Dachlenkers hinweg wandert.
Der dem vorderen Dachlenker abgewandte Federfußpunkt des
Federelements ist verstellbar ausgebildet und ist insbesondere an
einem Federhebel gehalten, der an der Fahrzeugkarosserie schwenkbar
gelagert und mit einem Koppelhebel verbunden ist, der wiederum schwenkbar
mit dem hinteren Dachlenker verbunden ist. Mit dieser Vorrichtung
wird der zum Verstellen des Fahrzeugdaches erforderliche Kraftaufwand
reduziert. Die Vorrichtung ist mit dem Federhebel und dem Koppelhebel
vergleichsweise aufwändig und bauraumintensiv gestaltet.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes verstellbares
Verdeck zu schaffen, das durch eine Federkrafteinrichtung in vereinfachter
Weise eine Gewichtsentlastung für die Verdeckverstellung
aufweist, sowie ein Fahrzeug mit einem solchen Verdeck bereitzustellen.
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Die
Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verdeck dadurch gelöst,
dass die Federkrafteinrichtung die Hauptsäule und den Hauptlenker
unmittelbar oder über Zwischenschaltung eines Schlepphebels,
der über einen begrenzten Schwenkweg in Drehmoment übertragendem
Eingriff mit der Hauptsäule oder dem Hauptlenker ist, miteinander
verbindet.
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Die
Aufgabe wird auch durch ein Fahrzeug mit einem Verdeck nach einem
der Ansprüche 1 bis 7 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen
angegeben.
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Die
beiden Lösungen ermöglichen einen sehr kompakten
Aufbau ohne eine Lagerung der Federkrafteinrichtung an einem karosserieseitigen
Teil. Die Kräfte der Federkrafteinrichtung werden direkt und
ohne weitere Umlenkungen in die beiden Lenker des Verdeckgestells,
die beispielhaft als Hauptlenker und Hauptsäule bezeichnet
werden, eingeleitet. Bei der Lösung mit einem Schlepphebel
kann durch das An- und Abkoppeln des Schlepphebels an dem zugehörigen
Lenker des Verdeckgestells der Drehmomentenverlauf über
den Bewegungsweg des Verdecks entsprechend den Anforderungen eingestellt und
beeinflusst werden. Hauptlenker und Hauptsäule stehen beispielhaft
für zwei Lenker einer Lagerung des Verdecks oder Verdeckgestells,
die an einem Hauptlager schwenkbeweglich gelagert sind und als Mehrgelenk
wie z. B. als Viergelenk miteinander gekoppelt sind.
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Der
Schwenkweg des Schlepphebels ist derart begrenzt, dass er sich nur über
einen bestimmten Schwenkweg des zugeordneten Lenkers mit diesem mitbewegen
kann und am Ende seines eigenen festgelegten Schwenkweges von der
weiteren Schwenkbewegung des zugehörigen Lenkers bzw. Hauptlenkers
abgekoppelt ist. Eine Drehmomentenübertragung auf den Lenker
findet dann nicht mehr statt.
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Bei
der erfindungsgemäßen Lösung ist besonders
bevorzugt, dass die Federkrafteinrichtung derart an den beiden Lenkern
bzw. der Hauptsäule und dem Hauptlenker angreift, dass
die beiden um die jeweilige Lagerung wirkenden Drehmomente, die in
Abhängigkeit vom jeweiligen Schwenkwinkel der Hauptsäule
und des Hauptlenkers variieren, gegeneinander gerichtet wirken.
Insbesondere kann die Abstimmung derart erfolgen, dass das resultierende Gesamtdrehmoment
bei geschlossenem Verdeck kleiner ist als bei geöffnetem
Verdeck. Jedoch kann auch von dieser Auslegung und Gestaltung abgewichen
werden.
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Bevorzugt
spannen die beiden Drehmomente die beiden Lenker an ihren dem Verdeckgestell
zugewandten Enden gegeneinander. Diese Drehmomenteinleitung kann über
unterschiedlich gestaltete Anordnungen der Federkrafteinrichtung
erreicht werden.
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Als
wesentlich kann angesehen werden, dass eine Längsachse
einer linear aufgebauten oder wirkenden Federkrafteinrichtung nicht über
zumindest eines der beiden Drehlager der Lenker bzw. deren Drehachsen
im Verlauf der Verstellbewegung verlagert wird. Bei einer derartigen
Verlagerung würde das entsprechende Drehmoment der Federkrafteinrichtung
in seiner Wirkrichtung umgekehrt werden.
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In
bevorzugter Gestaltung können zumindest einer der beiden
Lenker bzw. die Hauptsäule und/oder der Hauptlenker einen über
ihr jeweiliges karosserieseitiges Drehgelenk hinausragenden Anlenkabschnitt
aufweisen. An diesem Anlenkabschnitt kann die Federkrafteinrichtung
zum Aufbringen des Drehmoments beabstandet zum Drehgelenk angreifen.
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Vorzugsweise
ist ein Anschlag vorgesehen, an dem der Schlepphebel in einer Zwischenstellung bei
der Öffnungsbewegung des Verdecks anliegt und an einer
Weiterbewegung mit dem ihm zugeordneten Lenker bzw. der Hauptsäule
gehindert ist.
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Das
An- und Abkoppeln des Schlepphebels erfolgt zweckmäßigerweise
mittels einer Mitnahmeeinrichtung, über die der Schlepphebel
während seines Schwenkweges mit der Hauptsäule
in Drehmoment übertragendem Kontakt ist. Die Mitnahmeeinrichtung
ist in einfacher Gestaltung ein Teil des Schlepphebels, das an einem
zugeordneten Teil der Hauptsäule in Eingriff ist.
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Der
Schlepphebel ist in einfacher Gestaltung koaxial zu dem ihm zugeordneten
Lenker bzw. Hauptsäule oder Hauptlenker schwenkbar gelagert. Jedoch
kann auch eine Lagerung des Schlepphebels beabstandet von der Schwenkachse
des Lenkers bzw. der Hauptsäule vorgesehen sein. Aus Bauraumgründen
kann eine solche Gestaltung wünschenswert sein.
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Als
Federkrafteinrichtung eignen sich grundsätzlich Druckfedereinrichtungen
oder bei entsprechender Gestaltung auch Zugfedereinrichtungen. Eine
Federkrafteinrichtung ist z. B. eine Gasdruckfeder, die eine lineare
oder über ihre Längenänderung variable
Federkennlinie aufweist. Jedoch kann auch eine Spiralfeder oder
vergleichbare nicht in linearer Richtung wirkende Federn verwendet
werden.
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Das
Verdeck kann grundsätzlich ein Softtop, ein Hardtop oder
auch eine Mischform aus Hard- und Softtop sein.
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Nachfolgend
wird ein erfindungsgemäßes Verdeck anhand von
Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung
näher erläutert. Es zeigt:
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1 in
einer Seitenansicht ein Fahrzeugdach oder Faltverdeck an einem Cabriolet-Fahrzeug in
Schließstellung, wobei ein Verdeckgestell beidseits jeweils
mittels zweier Lenker karosserieseitig gelagert ist und mit einer
Federkrafteinrichtung zur Gewichtsentlastung des Verdecks gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel versehen ist;
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2 in
einer Seitenansicht in vergrößerter Darstellung
die Lenker des Verdeckgestells mit der Federkrafteinrichtung bei
geschlossenem Verdeck gemäß 1;
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3 in
einer Seitenansicht gemäß 2 die Lenker
des Verdeckgestells mit der Federkrafteinrichtung in einer Zwischenstellung
zwischen geschlossenem und geöffnetem Verdeck;
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4 in
einer Seitenansicht gemäß 2 die Lenker
des Verdeckgestells mit der Federkrafteinrichtung in einer Endstellung
bei geöffnetem Verdeck;
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5 in
einer Seitenansicht gemäß 3 die Lenker
des Verdeckgestells mit der Federkrafteinrichtung gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel in einer Zwischenstellung zwischen
geschlossenem und geöffnetem Verdeck;
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6 in
einer Seitenansicht die Lenker des Verdeckgestells mit der Federkrafteinrichtung
gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
in einer Endstellung bei geöffnetem Verdeck; und
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7 in
einer Seitenansicht die Lenker des Verdeckgestells mit der Federkrafteinrichtung
gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel
in einer Stellung bei geschlossenem Verdeck;
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Ein
Kraftfahrzeug oder Cabriolet 1 enthält ein klapp-
oder faltbares Dach oder Verdeck 2 (siehe 1)
an sich bekannter Bauart mit einem einen Verdeckbezug 3 tragenden
Verdeckgestell 4, das beidseits jeweils zwei Lenker in
Gestalt eines Hauptlenkers 5 und einer Hauptsäule 6 aufweist,
die in Viergelenkanordnung an einem karosserieseitigen Hauptlager 7 in
Drehgelenken 8 bzw. 9 um jeweilige Querschwenkachsen
schwenkbar gelagert sind. Der Verdeckbezug 3 spannt sich
bei geschlossenem Verdeck (siehe 1) von einem
eine Verdeckspitze bildenden Frontspriegel 10, der an einem
Windlauf 11 anliegt, über mehrere Spriegel 12 bis
zu einem hinteren bogenförmigen Spannbügel 13.
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Das
Verdeck 2 ist zwischen der in 1 dargestellten
Schließstellung und einer Offen- oder Ablagestellung, in
der es zusammengefaltet heckseitig im Bereich des Spannbügels 13 abgelegt
ist, entweder manuell oder mittels einer am Verdeckgestell 4 angreifenden
Antriebseinrichtung (nicht dargestellt) verschwenkbar.
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Der
Hauptlenker 5 weist einen über sein Drehgelenk 8 hinausreichenden
verlängerten Abschnitt oder Anlenkabschnitt 14 auf,
der bezogen auf die Schließstellung des Verdecks zum Fahrzeugheck hin
abgewinkelt ist. Die Hauptsäule 6 weist eine über ihr
Drehgelenk 9 hinausreichende Verlängerung auf, die
z. B. als Hebel 15 gebildet ist, der koaxial zum Drehgelenk 9 der
Hauptsäule 6 gelagert und mit der Hauptsäule 6 drehfest
verbunden ist oder der einstückig mit der Hauptsäule 6 gebildet
ist. Eine Kraft- oder Federkrafteinrichtung enthält ein
Federelement beispielsweise in Gestalt einer Gasdruckfeder 16,
die einerseits am freien Ende des Anlenkabschnitts 14 des
Hauptlenkers 5 in einem Gelenk 17 und andererseits
am freien Ende des Hebels 15 in einem Gelenk 18 angelenkt.
Die Gasdruckfeder 16 weist eine in ihrer Längsrichtung
expandierend wirkende Federkraft auf und ist gegen diese Federkraft
zusammendrückbar.
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In
der Ausgangs- oder Schließstellung des geschlossenen Verdecks
(siehe 1 und 2) sind der Hauptlenker 5 und
die Hauptsäule 6 bzw. deren Anlenkabschnitt 14 und
der Hebel 15 derart angeordnet, dass die Gasdruckfeder 16 mit
ihrer Längsachse 19 nahe unterhalb des Drehgelenks 8 und
mit wesentlich größerem Abstand zum Drehgelenk 9 der Hauptsäule 6 angeordnet
ist. Die Gasdruckfeder 16 wirkt somit auf den Hauptlenker 5 und
die Hauptsäule 6 in entgegen gesetzten Drehrichtungen,
wobei das jeweilige wirksame Drehmoment bezüglich der Drehgelenke 8 und 9 vom
Hebelarm bzw. dem Abstand der Längsachse 19 der
Gasdruckfeder 16 vom jeweiligen Drehgelenk 8 und 9 abhängt
und z. B. ein größeres Drehmoment auf die Hauptsäule 6 in Öffnungsrichtung
wirkt gegenüber einem kleineren Drehmoment auf den Hauptlenker 5 in
Schließrichtung wirkt. Das in Öffnungsrichtung
des Verdecks wirkende resultierende Drehmoment ist jedoch geringer als
das durch die Gewichtskraft des Verdecks in Schließrichtung
wirkende Drehmoment, so dass das Verdeck geschlossen bleibt, es
aber eine Gewichtsentlastung erfährt. Für das Öffnen
des Verdecks ist demnach nur eine reduzierte Betätigungs-
oder Verstellkraft erforderlich gegenüber einem solchen
Verdeck ohne den erfindungsgemäßen Einsatz der
Gasdruckfeder 16 bzw. eines Federelements.
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Wesentlich
für die einfache und funktionsoptimierte Gestaltung ist
somit die unmittelbare Verbindung des Hauptlenkers 5 mit
der Hauptsäule 6 durch die Gasdruckfeder 16,
die nicht an der Karosserie oder am Hauptlager 7 abgestützt
ist.
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Die
Länge und die Anordnung des Anlenkabschnitts 14 und
des Hebels 15 sind entsprechend dem gewünschten
Verlauf des Drehmoments über den Schwenkweg des Hauptlenkers 5 und
der Hauptsäule 6 in Abstimmung mit dem Kraftverlauf
der Gasdruckfeder 16 bei ihrer Längenänderung
zu bestimmen und festzulegen.
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Beim Öffnen
des Verdecks 2 (Bewegung von 2 nach 3),
das manuell oder durch eine Antriebseinrichtung (nicht dargestellt)
erfolgt, die z. B. auf den Hauptlenker 5 oder die Hauptsäule 6 wirken kann,
entfernt sich die Längsachse 19 der Gasdruckfeder 16 vom
Drehgelenk 8 des Hauptlenkers 5, so dass das von der
Gasdruckfeder 16 erzeugte Drehmoment bezüglich
des Drehgelenks 8 zunimmt. Gleichzeitig nähert
sich die Längsachse 19 der Gasdruckfeder 16 an
das Drehgelenk 9 der Hauptsäule 6 an,
so dass sich das Drehmoment bezüglich des Drehgelenks 9 verringert.
Das auf das Verdeckgestell 4 wirkende Gesamtdrehmoment
nimmt kontinuierlich zu, wobei die Gasdruckfeder 16 komprimiert
wird. Je nach Kraftkennlinie der Gasdruckfeder 16 kann
dabei die Federkraft konstant bleiben oder zunehmen.
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In
der Offenstellung des Verdecks (siehe 4) ist der
Abstand der Längsachse 19 der Gasdruckfeder 16 zum
Drehgelenk 8 des Hauptlenkers 5 nahezu maximal,
wobei der Anlenkabschnitt 14 annähernd senkrecht
zur Gasdruckfeder 16 bzw. zu deren Längsachse 19 steht
und die Verlängerung bzw. der Hebelarm 15 der
Hauptsäule 6 in einem spitzen Winkel zur Längsachse 19 angeordnet
ist. Das auf den Hauptlenker 5 wirkende Drehmoment ist
annähernd maximal, während das auf die Hauptsäule 6 wirkende
Drehmoment minimal ist. Das auf das von dem Hauptlenker 5 und
der Hauptsäule 6 gebildete Viergelenk resultierende
Gesamtdrehmoment hat einen hohen Wert, der dem Gewicht des abgelegten Verdecks 2 entgegen
wirkt. Zum Schließen des Verdecks 2 aus der Offen-
oder Ablagestellung ist daher ein verringerter Kraftaufwand erforderlich
gegenüber einem Verdeck ohne diese Kraftentlastung oder Kraftunterstützung
durch die Federeinrichtung bzw. die Gasdruckfeder 16.
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Die
Längsachse 19 der Gasdruckfeder 16 schneidet
bei ihrer Bewegung keine der Schwenkachsen der beiden Drehgelenke 8 und 9,
so dass eine ansonsten auftretende Drehmomentenumkehr nicht erfolgt.
Für eine besondere Gestaltung könnte jedoch auch
eine solche Drehmomentenumkehrung vorgesehen und eingeplant sein.
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Bei
einem zweiten Ausführungsbeispiel (siehe 5 und 6)
ist anstelle des Hebelarms 15, der die feste oder einstückige
Verlängerung der Hauptsäule 6 bildet,
ein Schlepphebel 15' vorgesehen, der am Drehgelenk 9 der
Hauptsäule 6 koaxial zu dieser schwenkbar und
relativ zu dieser verschwenkbar gelagert ist. Der Schlepphebel 15' ist über
ein Mitnahmeeinrichtung über einen bestimmten Schwenkweg
der Hauptsäule 6 in Antriebs- oder Mitnahmeeingriff.
Die Mitnahmeeinrichtung enthält z. B. ein Eingriffsteil 20,
das z. B. ein seitlich gegen die Hauptsäule 6 vorstehender
und am Schlepphebel 15' angebrachter oder angeformter Zapfen
oder eine Schulter ist, und eine Koppelfläche 21 an
der Hauptsäule 6.
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Bei
der Bewegung von der Stellung der 2 bis in
die Stellung der 3 unterscheidet sich die Federeinrichtung
gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
grundsätzlich in ihrer Wirkungsweise nicht von der Federeinrichtung
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
da der Schlepphebel 15' aufgrund der Vorspannung durch
die Gasdruckfeder 16 über die Mitnahmeeinrichtung
in festem Kontakt mit der Hauptsäule 6 ist.
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In
der in 5 dargestellten Stellung, die derjenigen der 3 entspricht,
legt sich jedoch der Schlepphebel 15' an einen karosseriefesten
Anschlag 22 an. Der Schlepphebel 15' ist dadurch
an einem weiteren Verschwenken gehindert und die Kraft der Gasdruckfeder 16 ist
anstatt an der Hauptsäule 6 nun an dem Anschlag 22 abgestützt,
wodurch das auf die Hauptsäule 6 wirkende Drehmoment
entfällt. Da bei einer Weiterbewegung des Verdeckgestells 4 in Öffnungsrichtung
des Verdecks 2 (Drehbewegung des Hauptlenkers 5 und
der Hauptsäule 6 im Gegenuhrzeigersinn um ihre
Drehgelenke 8 bzw. 9) das Drehmoment der Gasdruckfeder 16 an
der Hauptsäule 6 fehlt, ändert sich das
Gesamtdrehmoment sprunghaft in Wirkrichtung des an dem Hauptlenker 5 wirkenden
Drehmoments der Gasdruckfeder 16. Bei einer Weiterbewegung
in die Offenstellung des abgelegten Verdecks 2 (siehe 6)
nimmt das auf den Hauptlenker 5 wirkende Drehmoment weiter
zu, ohne dass an der Hauptsäule 6 ein entgegen
gesetzt wirkendes Drehmoment angreift (wie dies beim ersten Ausführungsbeispiel
der Fall ist).
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Durch
diese Gestaltung ist das das Gewicht des offenen Verdecks 2 abstützende
Drehmoment bei ansonsten gleicher Auslegung deutlich höher,
so dass die Kraft zum Schließen des Verdecks aus der Offenstellung
weiter reduziert ist. Die Position des Anschlages 22 kann
gemäß den Anforderungen an die Gewichtsentlastung
festgelegt werden.
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Bei
einem eine Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels
darstellenden dritten Ausführungsbeispiel (siehe 7)
ist die Schwenkachse 23 des Schlepphebels 15' nicht
koaxial zur Schwenkachse bzw. dem Drehgelenk 9 der Hauptsäule 6,
sondern sie ist hierzu beabstandet oder parallel versetzt angeordnet.
Bedarfsweise kann die Lagerung des Schlepphebels 15' bzw.
die Schwenkachse 23 an einer bevorzugten Stelle wie z.
B. an einem karosseriefesten Teil wie dem Hauptlager 7 angeordnet
werden.
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Das
Bewegungsverhalten und der Drehmomentenverlauf entspricht ansonsten
im wesentlichen demjenigen des zweiten Ausführungsbeispiels.
Auch bei diesem dritten Ausführungsbeispiel legt sich der Schlepphebel 15' gegen
eine Anschlag (nicht dargestellt) an.
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Die
Lagerung des Verdeckgestells mittels Hauptlenker und Hauptsäule
bzw. allgemein der beiden Lenker kann grundsätzlich als
Viergelenklagerung oder auch als Mehrgelenklagerung wie z. B. Siebengelenklagerung
erfolgen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Cabriolet
- 2
- Verdeck
- 3
- Verdeckbezug
- 4
- Verdeckgestell
- 5
- Hauptlenker
- 6
- Hauptsäule
- 7
- Hauptlager
- 8
- Drehgelenk
- 9
- Drehgelenk
- 10
- Frontspriegel
- 11
- Windlauf
- 12
- Spriegel
- 13
- Spannbügel
- 14
- Anlenkabschnitt
- 15
- Hebel
- 15'
- Schlepphebel
- 16
- Gasdruckfeder
- 17
- Gelenk
- 18
- Gelenk
- 19
- Längsachse
- 20
- Eingriffsteil
- 21
- Koppelfläche
- 22
- Anschlag
- 23
- Schwenkachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0749859
A1 [0002]
- - DE 102006020758 A1 [0003]
