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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugdach mit einem an seiner Hinterkante anhebbaren und verschiebbaren vorderen Deckel und einem anhebbaren hinteren Deckel. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Öffnen und Schließen eines Fahrzeugdachs.
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Derartige Fahrzeugdächer sind insbesondere bei hochwertigen Fahrzeugen im Einsatz und sind vorzugsweise aus Glas gefertigt, um ein gutes Raumgefühl zu erzeugen. Es gibt drei typische stationäre Betriebszustände, nämlich den geschlossenen Zustand, wenn beide Deckel die Dachöffnung verschließen. In einer Lüfterstellung sind sowohl der vordere Deckel als auch der hintere Deckel an ihrer Hinterkante angehoben, sodass ein Luftaustausch erfolgen kann, ohne dass es zu einem starken Zug im Innenraum kommt. In einem dritten Betriebszustand ist der vordere Deckel über den hinteren Deckel geschoben, wobei dazu der hintere Deckel abgesenkt ist.
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Die Bewegungsabläufe zum Steuern der beiden Deckel in die jeweiligen Positionen sind verhältnismäßig komplex. Bekannte Steuermechaniken sind daher kompliziert und bestehen aus vielen Einzelteilen.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Fahrzeugdach der eingangs genannten Art anzugeben, welches eine einfachere und damit kostengünstigere Steuermechanik aufweist.
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Dieser Aufgabe wird durch ein Fahrzeugdach der eingangs genannten Art gelöst, welches durch eine Steuermechanik für den vorderen und hinteren Deckel gekennzeichnet ist, die die folgenden Elemente aufweist:
- – einen vorderen Schlitten zur Betätigung des vorderen Deckels,
- – einen Steuerschlitten zur Betätigung des hinteren Deckels und
- – einen mit dem Steuerschlitten gekoppelten Riegelstein, über den der Steuerschlitten in einer ersten Phase einer Öffnungsbewegung durch den vorderen Schlitten mitgenommen wird und der in einer zweiten Phase von dem vorderen Schlitten entkoppelt ist.
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Bei der Steuermechanik des erfindungsgemäßen Fahrzeugdaches sind nur wenige Einzelteile erforderlich. Insbesondere kann der Steuerschlitten mit dem Riegelstein sowie weiteren Elementen, die zur Betätigung des hinteren Deckels erforderlich sind, als einteiliges Bauteil hergestellt werden. Durch eine geschickte Führung des Steuerschlittens in einer Führungsschiene befindet sich der Riegel nach seiner Entkopplung von dem vorderen Schlitten in einer Position, aus der er auch bei der weiterer Bewegung des vorderen Schlittens sich nicht lösen kann. Dadurch ist der Antrieb des hinteren Deckels selbsthemmend. Es sind keine zusätzlichen Sperren notwendig. Gleichzeitig ist die erfindungsgemäße Steuermechanik sehr platzsparend, da lediglich die Umspritzung des Antriebskabels des vorderen Schlittens modifiziert werden muss, um zur Zusammenwirkung mit dem Steuerschlitten geeignet zu sein. Aufgrund der geringen Anzahl beweglicher Teile kommt es im Betrieb nur zu geringe Umschaltgeräuschen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Riegel als Biegeriegel ausgeführt, wobei der eigentliche Riegelstein durch eine Biegefeder mit dem Steuerschlitten gekoppelt ist. Der Riegelstein ist dabei in Richtung der Führungsschiene vorgespannt.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Steuerschlitten im hinteren Endbereich einen Bolzen auf, der in eine mit dem hinteren Deckel verbundene Kulisse eingreift. Dadurch wird in einfacher Weise bei Verschiebung der Steuerkulisse eine Hoch- und Runterbewegung der Hinterkante des hinteren Deckels erreicht.
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Die Aufgabe wird ebenfalls durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 12 und Patentanspruch 13 gelöst.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt:
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1 eine Seitenansicht eines vorderen und eines hinteren Deckels mit der zur Betätigung vorgesehenen, erfindungsgemäßen Steuermechanik,
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2 eine Seitenansicht der Anordnung von 1 im geschlossenen Zustand der Deckel,
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3 eine Detailansicht des Steuerschlittens mit einem Riegelstein,
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4 eine Detailansicht des hinteren Bereichs des Steuerschlittens,
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5 eine Ansicht des gesamten Steuerschlittens,
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6A eine Detailansicht einer vorderen Kunststoffumspritzung des Steuerschlittens mit dem gekoppelten Riegelstein,
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6B eine dreidimensionale Ansicht des Details von 6A,
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7A bis 7D eine Detailansicht der Zusammenwirkung von vorderem Schlitten und Steuerschlitten in verschiedenen Betriebsphasen,
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8 eine Detailansicht einer Kulisse zur Steuerung der Bewegung des hinteren Deckels,
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9A bis 9D verschiedene Schnittansichten der Anordnung von 2 und
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10 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Riegelsteins.
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Die 1 zeigt eine Seitenansicht der erfindungsrelevanten Teile eines Fahrzeugdachs. Dazu gehören ein vorderer Deckel 2 und ein hinterer Deckel 3, die in der Darstellung von 1 in einer Lüfterstellung gezeigt sind. Zur Betätigung der Deckel ist eine Steuermechanik 4 vorgesehen, die erfindungsgemäß dazu eingerichtet ist, beide Deckel 2 und 3 zunächst synchron anzuheben, bis eine Lüfterstellung erreicht ist, und bedarfsweise den vorderen Deckel 2 weiter nach hinten zu verschieben, bis er eine Endposition über dem hinteren Deckel 3 einnimmt. Dazu wird die Hinterkante des hinteren Deckels 3 wieder abgesenkt. Die Deckel 2 und 3 sind vorzugsweise Glasdeckel.
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Zum Anheben der hinteren Kante des vorderen Deckels 2 ist ein Aufstellhebel 17 vorgesehen. Dieser wird über ein in 1 nicht gezeigtes Antriebskabel betätigt. Mit der Mechanik zum Anstellen des vorderen Deckels 2 wirkt eine Antriebsmechanik zum Anstellen des hinteren Deckels 3 zusammen. Während einer zeitlich begrenzten Kopplung der Antriebsmechanik für den hinteren Deckel 3 mit der Antriebsmechanik für den vorderen Deckel 2 wird ein Steuerschlitten 13 nach hinten verschoben. Im hinteren Bereich des Steuerschlittens 13 ist dieser mit einem Bolzen versehen, der in einer Kulisse 12 läuft, die am hinteren Deckel 3 befestigt ist. Bei einer Bewegung des Steuerschlittens 13 nach hinten, das heißt in 1 nach rechts, wird der Deckel 3 zunächst an seiner Hinterkante angehoben, bis eine maximale Öffnungsstellung erreicht ist. Dies ist die Lufterstellung. Bei einer weiteren Bewegung des Steuerschlittens nach hinten wird der hintere Deckel 3 wieder abgesenkt, da später der vordere Deckel 2 oberhalb des Deckels 3 zu liegen kommen soll, wie anhand der weiteren Figuren noch erläutert wird. Die Kulisse 12 ist an ihrem vorderen Ende schwenkbar gelagert, sodass durch die Kulissenführung nicht der Deckel insgesamt angehoben wird, sondern nur seine hintere Kante.
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In der 2 ist zu erkennen, wie die phasenweise Kopplung zwischen der Antriebsmechanik für den vorderen Deckel 2 und der Antriebsmechanik für den hinteren Deckel 3 ausgebildet ist. Sie zeigt ebenfalls eine Seitenansicht der erfindungsrelevanten Teile des Fahrzeugdachs, in dieser Darstellung im geschlossenen Zustand des Fahrzeugdachs. Die Steuermechanik 4 des Fahrzeugdachs weist einen vorderen Schlitten 5 und einen Steuerschlitten 6 auf. Der vordere Schlitten 5 ist mit einem Antriebskabel verbunden, welches beispielsweise durch einen Antriebsmotor verschoben wird, um die Glasdeckel 2 und 3 zu betätigen. Zudem weist sie einen Steuerschlitten 6 auf, welcher zur Steuerung des hinteren Deckels 3 vorgesehen ist. Der Steuerschlitten 6 läuft in einer Führungsschiene 9 und weist im Wesentlichen ein Stahlprofil 13 auf, welches eine Schubstange bildet, wobei das Stahlprofil im vorderen Endbereich von einer Kunststoffumspritzung 14 umgeben ist. Im hinteren Endbereich des Stahlprofils 13 ist ebenfalls eine Umspritzung 18 vorgesehen, welche eine Verbindung zu einem Bolzen 11 herstellt, welcher wiederum in der Kulisse 12 des hinteren Deckels 3 läuft. Die vordere Kunststoffumspritzung 14 ist über eine Biegefeder 8 mit einem Riegelstein 7 verbunden, wobei der Riegelstein 7 durch die Feder 8 gegen die Führungsschiene 9 vorgespannt ist. In einem mittleren Bereich weist die Führungsschiene 9 eine Ausklinkung 10 auf, deren Bedeutung für die Funktion der Steuervorrichtung später anhand der 7A bis 7D erläutert wird. Die in der 2 angedeuteten Schnitte A bis D sind in den 9A bis 9D gezeigt und werden anhand dieser Figuren erläutert.
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Die 3 und 4 zeigen Details des Steuerschlittens 6 für die Betätigung des hinteren Deckels 3. In der 3 ist der vordere Teil zu sehen. Das Stahlprofil 13 ist mit einer Kunststoffumspritzung 14 versehen, in welche eine Feder 8 eingebettet ist. Die Feder 8 ist wiederum mit dem Riegelstein 7 verbunden, sodass der Riegelstein 7 federnd mit der Kunststoffumspritzung 14 verbunden ist. An das Stahlprofil 13 sind zusätzliche Kunststoffelemente 19 als Führungen angespritzt, welche in der Führungsschiene 9 laufen. Die 4 zeigt den hinteren Bereich des Steuerschlittens 6. In diesem Bereich ist ebenfalls eine Kunststoffumspritzung 18 vorgesehen. An zwei Stellen der hinteren Kunststoffumspritzung 18 sind Gleitkappen 20 aufgesteckt, die in Führungsnuten der Führungsschiene 9 laufen. Zudem hält die hintere Kunststoffumspritzung 18 den Bolzen 11, welcher in die Kulisse 12 des hinteren Deckels 3 eingreift.
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In der 5 ist der gesamte Steuerschlitten 6 gezeigt, wobei aus dieser Figur erkennbar ist, dass der gesamte Steuerschlitten 6 als einteiliges Bauteil realisiert ist. Er besteht lediglich aus Spritzgussteilen, in die Stahlteile eingelegt sind.
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Die 6A und 6B zeigen Detailansichten des vorderen Bereichs des Steuerschlittens 6. In der 6A ist zu erkennen, dass die Feder 8 im ungespannten Zustand den Riegelstein 7 in der 6A nach unten vorspannt. Im eingebauten Zustand würde dies bedeuten, dass der Riegelstein 7 gegen die Führungsschiene 9 vorgespannt ist. Der Riegelstein 7 besteht aus einer Umspritzung der Blattfeder 8, welche an ihrem anderen Ende in die Kunststoffumspritzung 14 eingebettet ist. Die Kunststoffumspritzung 14 umgibt das Stahlprofil 13, wie in 6B deutlich wird. Es ist somit eine einfache und kostengünstige, aber trotzdem haltbare Verbindung zwischen dem Stahlprofil 13 und dem Riegelstein 7 gegeben.
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Die Funktionsweise der Steuermechanik des Fahrzeugdachs wird anhand der 7A bis 7D erläutert. Die Figuren zeigen dabei jeweils den Bereich, in dem der vordere Schlitten 5 und der Steuerschlitten 6 zusammenwirken. In dem Betriebszustand, der in der 7A gezeigt ist, sind die Deckel 2 und 3 geschlossen. Der vordere Schlitten 5 ist in seiner vordersten Position. Der Riegelstein 7 greift mit einer oberen Nase 20 in eine Ausnehmung 21 des vorderen Schlittens 5 ein. Unten liegt der Riegelstein 7 an der Führungsschiene 9 an. Dabei drückt die Feder 8 den Riegelstein gegen die Führungsschiene 9.
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Der vordere Schlitten 9 weist an seinem hinteren Ende einen Mitnehmer 16 auf, der an einem Vorsprung der Kunststoffumspritzung 14 des Steuerschlittens 6 anliegt. Der Mitnehmer 16 ist jedoch erst bei einer Schließbewegung der Deckel 2 und 3 von Bedeutung.
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Wenn der vordere Schlitten 5 nun nach hinten bewegt wird, so wird über den Riegelstein 7 auch der Steuerschlitten 6 mitgenommen. Es kommt somit zu einer Rückwärtsbewegung des Steuerschlittens 6, wodurch der hintere Glasdeckel 3 über den Bolzen 11 und die Kulisse 12 betätigt wird. Diese erste Phase der Öffnungsbewegung endet, wenn der Riegelstein 12 die Ausklinkung 10 der Führungsschiene 9 erreicht, wie in 7D gezeigt ist. Aufgrund der Vorspannung des Riegelsteins 7 gegen die Führungsschiene 9 taucht der Riegelstein 7 in die Ausklinkung 10 ein. Durch diese Schwenkbewegung verlässt die obere Nase 20 des Riegelsteins 7 die Ausnehmung 21 des vorderen Schlittens 5 und der vordere Schlitten 5 kann seine Rückwärtsbewegung fortsetzen, ohne dabei den Steuerschlitten 6 mitzunehmen. Wenn der Riegelstein in die Ausklinkung 10 der Führungsschiene 9 ausweicht, befindet sich der Bolzen 11 bereits im waagrechten Abschnitt der Kulisse 12, so dass nur Reibungs- und keine Betätigungskräfte mehr wirken. Das Umschwenken des Riegelsteins erfolgt daher nicht unter Last, so dass der Umschwenkvorgang sehr zuverlässig erfolgt.
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Die Lufterstellung der Deckel 2 und 3, wie sie in 1 gezeigt wurde, entspricht einem Zwischenzustand zwischen den Betriebssituationen der 7A und 7B. Zum Zeitpunkt der Öffnungsbewegung, der in 7B dargestellt ist, hat der Bolzen 11 bereits den hinteren Teil der Kulisse 12 erreicht, sodass sich der hintere Deckel 3 wieder in einer flachen Stellung befindet.
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Bei der weiteren Öffnungsbewegung fährt der vordere Schlitten 5 bis in seine Endposition, in der der vordere Deckel 2 über dem hinteren Deckel 3 zu liegen kommt.
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Bei einer Schließbewegung wird zunächst der vordere Deckel 2 nach vorne bewegt, ohne dass auf den Steuerschlitten 6 eine Kraft ausgeübt wird. Wenn bei dieser Bewegung der vordere Schlitten 5 die vordere Kunststoffumspritzung 14 des Steuerschlittens erreicht, schlägt der Mitnehmer 16 des vorderen Schlittens am Vorsprung der Kunststoffumspritzung 14 an, sodass bei der weiteren Schließbewegung der Steuerschlitten 6 mitgenommen wird. Aufgrund eines schrägen Kantenverlaufs der Ausklinkung 10 und des Riegelsteins 7 wird der Riegelstein gegen die Federspannung nach oben gedrückt, wobei die obere Nase des Riegelsteins 7 in die Ausnehmung 21 des vorderen Schlittens 5 eintaucht. Die Schließbewegung wird fortgesetzt, bis wieder der Ausgangszustand von 7A erreicht ist.
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Die 8 zeigt eine Detailansicht der Kulisse 12 des hinteren Deckels 3. Es handelt sich um ein Stahlblech-Stanzteil, welches mittels dreier Schrauben an dem hinteren Deckel 3 befestigt wird. Dazu sind Anschraubpunkte 22 vorgesehen. Im vorderen Bereich der Kulisse ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Bohrung 23 vorgesehen, an der die Kulisse schwenkbar gelagert ist. In dem Bereich, in dem der Bolzen in der Kulissennut läuft, ist das Stahlblech-Stanzteil mit einer Kunststoffumspritzung versehen, um einen geräuschlosen Lauf des Bolzens und der Kulisse zu gewährleisten.
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Die 9A bis 9D zeigen Schnitte durch das erfindungsgemäße Fahrzeugdach, wobei bezüglich der Position der Schnitte auf die 2 verwiesen wird, in denen die Schnittlinien eingezeichnet sind. Der Schnitt von 9A befindet sich im Kopplungsbereich zwischen vorderem Schlitten und Steuerschlitten und verlauft durch den Riegelstein 7. Der Schnitt von 9B befindet sich auf Höhe der Ausklinkung 10. In der Führungsnut ist im Bereich der Führungsnut lediglich das Stahlprofil 13 zu erkennen.
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Der Schnitt von 9C befindet sich weiter hinten in einem Bereich, in dem das Stahlprofil 13 mit einem Führungselement 22 aus Kunststoff umgeben ist. Der Schnitt von 9D befindet sich auf Höhe des Stahlbolzens 11, der in der Kulisse 12 läuft. Die hintere Kunststoffumspritzung des Steuerschlittens 6 bildet gleichzeitig zwei Führungsabschnitte, die mit den Gleitkappen 20 versehen sind. Die Betätigung beziehungsweise der Bereich der Umspritzung des Stahlprofils 13 befindet sich innerhalb der Führungsnut.
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Die 10A und 10B zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Riegelsteins. In diesem Ausführungsbeispiel ist in der Kunststoffumspritzung 14 eine Ausnehmung vorgesehen, die auf Seite des vorderen Schlittens 5 als auch auf der zur Führungsschiene 9 gelegenen Seite offen ist, sodass der Riegelstein 28 auf beiden Seiten aus der Ausnehmung austreten kann. Durch eine Feder 28 ist der Riegelstein 27 nach unten, das heißt gegen die Führungsschiene 9 vorgespannt. Während in der Betriebssituation von 10A der Riegelstein 27 mit dem vorderen Schlitten 5 in Eingriff steht, hat der Steuerschlitten 6 in der Darstellung von 10B die Ausklinkung 10 erreicht, sodass der Riegelstein 27 aufgrund der Feder 28 in die Ausklinkung 10 eintaucht und die Kopplung zwischen vorderem Schlitten 5 und Steuerschlitten 6 gelöst wird.
