DE102011117348A1

DE102011117348A1 - Verriegelungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102011117348A1
Application number: DE102011117348A
Authority: DE
Inventors: Tobias Kober; Dipl.-Ing. Reichel Johannes
Original assignee: Magna Car Top Systems GmbH
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2013-05-02
Anticipated expiration: 2031-10-29
Also published as: DE102011117348B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung (0), insbesondere zur Verriegelung von Dachkinematiken in Fahrzeugen, umfassend ein Basiselement (1), ein zum Basiselement bewegbar angeordnetes Kinematikelement (2), ein zum Basiselement (1) bewegbar angeordnetes Antriebselement (3), und ein teilweise in dem Kinematikelement (2) angeordnetes und in diesem verschiebbar gelagertes Verriegelungselement (4). Das Antriebselement (3) und das Kinematikelement (2) sind relativ zum Basiselement (1) um eine gemeinsame Drehachse (1) schwenkbar, wobei das Verriegelungselement (4) verschiebbar ist zwischen einer ersten Position, in welcher das Verriegelungselement (4) das Kinematikelement (2) und das Basiselement (1) zueinander verriegelt, und einer zweiten Position, in welcher das Verriegelungselement (4) das Kinematikelement (2) und das Antriebselement (3) zueinander verriegelt. Die Verriegelungsvorrichtung ist derart ausgebildet, dass eine Schwenkbewegung des Antriebselements (3) in eine erste Schwenkrichtung eine Schwenkbewegung des Kinematikelements (2) in die erste Schwenkrichtung bewirkt, und dass das Verriegelungselements (4) in dem Kinematikelement (2) von der ersten Position in die zweite Position bewegt wird. Die Verriegelungsvorrichtung ist ferner derart ausgebildet, dass eine Schwenkbewegung des Antriebselements (3) in eine zur ersten Schwenkrichtung (Q) entgegengesetzten zweiten Schwenkrichtung (Q') eine Schwenkbewegung des Kinematikelments (2) in die zweite Schwenkrichtung (Q') bewirkt, derart, dass das Verriegelungselements (4) in dem Kinematikelement (2) von der zweiten Position in die erste Position bewegt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung, insbesondere zur Verriegelung von Dachkinematiken in Fahrzeugen, umfassend ein Basiselement, ein zum Basiselement bewegbar angeordnetes Antriebselement, ein zum Basiselement bewegbar angeordnetes Kinematikelement, und ein teilweise in dem Kinematikelement angeordnetes und in diesem verschiebbar gelagertes Verriegelungselement.
Aus dem Stand der Technik sind in vielfältiger Form Verriegelungsvorrichtungen zur Verriegelung von zueinander beweglichen Bauelementen bekannt. Solche Verriegelungsvorrichtungen finden insbesondere Anwendung in Dachkinematiken von Fahrzeugen mit einem mehrteiligen Dachrahmen. Ein bekanntes Problem bei derartigen Dachkinematiken besteht in der geringen Steifigkeit der Dachkinematik in einem geschlossenen Zustand. Beispielsweise kann die Steifigkeit eines vorderen Dachrahmen-Bauteils (z. B. einer Dachkappe) und eines mittleren Dachrahmen-Bauteils, welche über ein Gelenk miteinander verbunden sind, in vertikale Richtung relativ gering sein. Diese geringe Steifigkeit führt dazu, dass das mittlere Dachrahmen-Bauteil bereits mit relativ geringem Kraftaufwand vertikal nach unten gedrückt werden kann, d. h. bereits eine geringe äußere Krafteinwirkung kann eine unerwünschte Verformung des Dachrahmens bewirken.
Eine bekannte Möglichkeit, die Steifigkeit der Dachkinematik zu erhöhen, besteht darin, die verschiedenen Dachrahmen-Bauteile miteinander zu verriegeln und somit die Steifigkeit der Dachkinematik zu verbessern.
Dabei basieren aus dem Stand der Technik bekannte Verriegelungssysteme auf schienengeführten Schlittensystemem, d. h. die Verriegelung einzelner Bauteile erfolgt durch lineare Bewegungen von kinematischen Bauelementen zueinander. Solche Verriegelungssysteme weisen jedoch den Nachteil auf, dass ihr Platzbedarf relativ hoch und ihre technische Realisierung aufwändig ist. Dies ist insbesondere bei der Verwendung in Dachkinematiken von Fahrzeugen problematisch, da sowohl die in Fahrzeugen verwendeten Dachkinematiken selbst als auch darin verwendete Verriegelungssysteme möglichst flach und schlank ausgestaltet sein sollten.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verriegelungsvorrichtung, insbesondere zur Verwendung in Dachkinematiken für Fahrzeuge, bereitzustellen, bei welcher oben genannte Nachteile beseitigt sind.
Diese Aufgabe wird durch eine Verriegelungsvorrichtung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung verwendet ein Antriebselement und ein Kinematikelement, welche relativ zum Basiselement um eine gemeinsame Drehachse schwenkbar sind, wobei das Verriegelungselement verschiebbar ist zwischen einer ersten Position, in welcher das Verriegelungselement das Kinematikelement und das Basiselement zueinander verriegelt, und einer zweiten Position, in welcher das Verriegelungselement das Kinematikelement und das Antriebselement zueinander verriegelt.
Die Verriegelungsvorrichtung ist dabei derart ausgebildet, dass eine Schwenkbewegung des Antriebselements in eine erste Schwenkrichtung eine Schwenkbewegung des Kinematikelements in die erste Schwenkrichtung bewirkt, derart, dass das Verriegelungselement in dem Kinematikelement von der ersten Position in die zweite Position bewegt wird, und die Verriegelungsvorrichtung ist ferner derart ausgebildet, dass eine Schwenkbewegung des Antriebselements in eine zur ersten Schwenkrichtung entgegengesetzte zweite Schwenkrichtung eine Schwenkbewegung des Kinematikelements in die zweite Schwenkrichtung bewirkt, derart, dass das Verriegelungselement in dem Kinematikelement von der zweiten Position in die erste Position bewegt wird.
Auf diese Weise kann das Kinematikelement auf einfache Weise abwechselnd mit dem Antriebselement und dem Basiselement verriegelt werden. Da die Verriegelung ausschließlich über Schwenkbewegungen von Kinematikelement und Antriebselement relativ zu dem Basiselement erfolgt, ist der Platzbedarf für die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung sehr gering. Die Verriegelung erfordert dabei nur ein einziges aktives, also angetriebenes Bauteil, nämlich das Antriebselement. Alle anderen Bauelemente, insbesondere das Kinematikelement und das Verriegelungselement der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung arbeiten passiv, d. h. für deren Bewegung ist kein separater Antrieb erforderlich, was den Platzbedarf der Verriegelungsvorrichtung ebenfalls verringert. Zusätzlich kann der technische Aufbau der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung einfach gehalten werden.
Aufgrund der einfachen technischen Realisierbarkeit und des geringen Platzbedarfs eignet sich die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung auch zur Verwendung in Dachkinematiken von Fahrzeugen, insbesondere wenn die Steifigkeit der Dachkinematik erhöht werden soll. So eignet sich die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung insbesondere, eine vordere Dachkappe einer Dachkinematik mit einem mittleren Dachrahmen der Dachkinematik zu verriegeln.
Die Verwendung der erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung ist aber nicht auf Dachkinematiken beschränkt, sondern prinzipiell bei allen Bauteilen anwendbar, die betriebsmäßig abwechselnd miteinander verriegelt und wieder entriegelt werden sollen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Antriebselement als Antriebshebel oder/und das Kinematikelement als Kinematikhebel ausgebildet. Dies ermöglicht eine besonders platzsparende und technisch einfache und damit kostengünstige Realisierung der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung, die sich insbesondere für die Verwendung in Dachkinematiken von Fahrzeugen anbietet.
In einer weiterbildenden Ausführungsform kann daran gedacht sein, dass die Schwenkbewegung des Kinematikelements in die erste Schwenkrichtung vermittels eines an dem Antriebselement angebrachten Mitnehmers bewirkt wird, derart, dass das Kinematikelement von dem Antriebselement mitgenommen wird, wenn dieses eine Schwenkbewegung in die erste Schwenkrichtung ausführt, und dass eine Schwenkbewegung des Kinematikelements in die zweite Schwenkrichtung vermittels des Verriegelungselements bewirkt wird, derart, dass das Kinematikelement von dem Antriebselement vermittels des Verriegelungselements mitgenommen wird, wenn das Antriebselement eine Schwenkbewegung in die zweite Schwenkrichtung ausführt. In einer derartigen Realisierung kann das Antriebselement auf technisch einfache Weise eine Schwenkbewegung des Kinematikelements bewirken, so dass sich Aufwand und Kosten bei der Herstellung der Verriegelungsvorrichtung verringern lassen.
Der Mitnehmer kann beispielsweise in Form eines einfachen, auf dem Antriebselement angeordneten Vorsprungs realisiert sein. Bezüglich des Mitnehmers sind aber auch andere technische Realisierungen vorstellbar.
Vorzugsweise umfasst das Basiselement einen Anschlag, der eine Endposition für die Schwenkbewegung des Kinematikelements in die zweite Schwenkrichtung definiert. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das Kinematikelement nur über einen definierten Schwenkbereich schwenkbar ist. Auch der Anschlag kann in Form eines einfachen, auf dem Basiselement angeordneten Vorsprungs realisiert sein. Es sind aber auch andere technische Realisierungen vorstellbar.
Um den Verriegelungsvorgang des Kinematikelements mit dem Antriebselement bzw. dem Basiselement zu vereinfachen, kann das Verriegelungselement in einer bevorzugten Ausführungsform einen ersten und einen zweiten Endabschnitt aufweisen, die sich jeweils keilförmig verjüngen.
Vorzugsweise weist das Antriebselement eine erste Arretierungsnut zur teilweisen Aufnahme des Verriegelungselements, insbesondere des ersten Endabschnitts des Verriegelungselements, in der zweiten Position auf, und weist das Basiselement eine zweite Arretierungsnut zur teilweisen Aufnahme des Verriegelungselements, insbesondere des zweiten Endabschnitts des Verriegelungselements, in der ersten Position auf, wobei das Verriegelungselement, insbesondere der erste oder/und zweite Endabschnitt des Verriegelungselements, sowie die erste und zweite Arretierungsnut derart ausgebildet sind, dass eine Bewegung des Kinematikelements relativ zu dem Basiselement in die erste Schwenkrichtung eine Bewegung des Verriegelungselements von der ersten in die zweite Position bewirkt, und dass eine Bewegung des Kinematikelements relativ zu dem Antriebselement in die zweite Schwenkrichtung eine Bewegung des Verriegelungselements von der zweiten in die erste Position bewirkt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Bewegung des Verriegelungselements und damit der Verriegelungs- und Entriegelungsvorgang des Kinematikelements mit dem Antriebselement bzw. mit dem Basiselement nur ein geringes Drehmoment seitens des Antriebselements erfordert. Entsprechend kann auch die Schwenkung des Antriebselements selbst mit geringem Kraftaufwand erfolgen.
Um eine besonders stabile und zuverlässige Verriegelung des Kinematikelements zum Basiselement sicherzustellen, wird weiterbildend vorgeschlagen, dass das Verriegelungselement in der ersten Position derart in dem Kinematikelement angeordnet ist, dass ein Verschieben des Verriegelungselements in dem Kinematikelement durch eine Seitenwand des Antriebselements und die zweite Arretierungsnut des Basiselements blockiert wird.
Um ferner eine besonders stabile und zuverlässige Verriegelung des Kinematikelements zum Antriebselement sicherzustellen, wird ferner vorgeschlagen, dass das Verriegelungselement auch in der zweiten Position derart in dem Kinematikelement angeordnet ist, dass ein Verschieben des Verriegelungselements in dem Kinematikelement durch die erste Arretierungsnut des Antriebselements und durch eine Seitenwand des Basiselements blockiert ist.
Um die Verriegelung des Kinematikelements mit dem Basiselement bzw. dem Antriebselement weiter zu verbessern, kann in einer besonders bevorzugten Ausführungsform daran gedacht sein, dass die erste oder/und zweite Arretierungsnut eine zu den jeweils keilförmige ausgebildeten Endabschnitten des Verriegelungselements komplementäre Negativform zur wenigstens teilweisen Aufnahme des Verriegelungselements ist.
Um die teilweise Aufnahme des Verriegelungselements in dem Basiselement oder in dem Antriebselement zu erleichtern, kann die erste oder/und zweite Arretierungsnut in einer weiterbildenden Ausführungsform jeweils wenigstens eine Seite mit einer Anlaufschräge aufweisen.
Die Erfindung betrifft ferner eine Dachkinematik, insbesondere zur Verwendung in einem Fahrzeug, umfassend eine Dachkappe mit einem Gelenk, insbesondere Viergelenk, und einen mittleren Dachrahmen, wobei die Dachkappe mit dem Dachrahmen vermittels des Gelenks schwenkbeweglich verbunden ist und vermittels einer Verriegelungsvorrichtung mit einem oder mehreren der oben beschriebenen Merkmale verriegelbar oder verriegelt ist, wobei der mittlere Dachrahmen das Basiselement umfasst und das Gelenk das Kinematikelement umfasst oder umgekehrt.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Es zeigen, jeweils schematisch,
1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung vor dem Durchführung eines Entriegelungsvorgangs zur Öffnung der Verriegelung von Kinematikelement und Basiselement,
2 die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung in einem ersten Übergangszustand während der Durchführung des Entriegelungsvorgangs zur Öffnung der Verriegelung von Kinematikelement und Basiselement,
3 die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung in einem zweiten Übergangszustand während der Durchführung des Entriegelungsvorgangs zur Öffnung der Verriegelung von Kinematikelement und Basiselement,
4 die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung in einem Endzustand nach Abschluss des Entriegelungsvorgangs von Kinematikelement und Basiselement,
5 die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung vor der Durchführung eines Verriegelungsvorgangs zum Schließen der Verriegelung von Kinematikelement und Basiselement.
6 die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung in einem ersten Übergangszustand während der Durchführung des Verriegelungsvorgangs zum Schließen der Verriegelung von Kinematikelement und Basiselement,
7 die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung in einem zweiten Übergangszustand während der Durchführung des Verriegelungsvorgangs zum Schließen der Verriegelung von Kinematikelement und Basiselement,
8 die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung in einem Endzustand nach Abschluss des Verriegelungsvorgangs von Kinematikelement und Basiselement,
9 grobschematisch eine mögliche Anwendung der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung in einer Dachkinematik für ein Fahrzeug.
In der 1 ist eine erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung schematisch dargestellt und mit 0 bezeichnet. Die 1a und 1b zeigen dabei die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht bzw. in einer Seitenansicht. Die verschiedenen Komponenten der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung 0 sind in der 1 grobschematisch dargestellt, um den Aufbau und das Zusammenwirken der einzelnen Komponenten darzustellen. Für die konkrete technische Realisierung der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung 0 ergeben sich für den Fachmann vielfältige Realisierungsmöglichkeiten, die auch von den grobschematischen Darstellungen abweichen können.
Die Verriegelungsvorrichtung 0 umfasst ein Basiselement 1, ein hebelartig ausgebildetes Kinematikelement 2, ein ebenfalls hebelartig ausgebildetes Antriebselement 3 und ein in dem Kinematikelement 2 in Richtung S bzw. S' linear verschiebbar angeordnetes Verriegelungselement 4.
Die in der 1 dargestellte dreieckige Form des Verriegelungselements 4 wurde zum besseren Verständnis des funktionalen Zusammenwirkens der verschiedenen Bauelemente der Verriegelungsvorrichtung 0 gewählt, bezüglich des Verriegelungselements 4 ergeben sich für den Fachmann generell aber vielfältige technische Realisierungsmöglichkeiten, so dass auch andere als die in 1 gezeigte dreieckige Form vorstellbar sind. Gleiches gilt für die technische Realisierung der verschiebbaren Lagerung des Verriegelungselements 4 in dem Kinematikelement 2, auf deren Darstellung in der 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet wurde. Beispielsweise kann eine derartige Anordnung in Form eines einfachen Durchgangskanals innerhalb des Kinematikelements 2 realisiert sein, in dem das Verriegelungselement 4 in eine definierte Richtung gleiten kann. Es sind aber auch zahlreiche andere technische Ausgestaltungen vorstellbar.
Sowohl das Antriebselement 3 als auch das Kinematikelement 2 sind an dem Basiselement 1 um eine gemeinsame Drehachse P schwenkbar gelagert. Diese Lagerung ist in der 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeigt, für den Fachmann ergeben sich aber auch hier vielfältige technische Realisierungsmöglichkeiten, Beispielsweise kann die Lagerung sowohl des Kinematikelements 2 und als auch des Antriebselements 3 in dem Basiselement 1 vermittels eines herkömmlichen Drehlagers erfolgen.
In einer Variante des ersten Ausführungsbeispiels sind anstelle der hebelartigen Ausbildung von Antriebselement 3 und Kinematikelement 2 auch andere technische Realisierungen vorstellbar.
Das Antriebselement 3 kann selbst einen Motor, insbesondere einen elektrisch getriebenen Motor umfassen, um somit das für Schwenkbewegungen erforderliches Drehmoment zu erzeugen. Alternativ kann das Antriebselement aber auch über ein geeignetes Verbindungselement, beispielsweise eine Antriebswelle, mit einem externen Motor, insbesondere einem externen elektrisch getriebenen Motor, verbunden sein. Ebenso ist vorstellbar, dass das für die Schwenkbewegung des Antriebselement erforderliche Drehmoment auf geeignete Weise von anderen, nicht zur erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung 0 gehörenden Bauteilen, auf das Antriebselement 2 übertragen werden.
Das Verriegelungselement 4 weist zwei keilartig verjüngt ausgebildete erste und zweite Endabschnitte 5 bzw. 6 auf, die in einer vergrößerte Darstellung des Verriegelungselements 4 in der 1d gezeigt sind. Das Antriebselement 3 (vgl. dessen vergrößerte perspektivische Darstellung in 1c) umfasst eine erste Arretierungsnut 7, welche eine Seite mit einer Anlaufschräge 8 aufweist. Das Basiselement 1 umfasst ferner eine zweite Arretierungsnut 9, welche eine Seite mit einer zweiten Anlaufschräge 10 aufweist (vgl. 1d).
Die erste Arretierungsnut 7 weist also eine zu dem keilförmig ausgebildeten Endabschnitt 5 des Verriegelungselement 4 komplementäre Negativform auf, so dass der erste Endabschnitt 5 des Verriegelungselements 4 optimal in die erste Arretierungsnut 7 eingreifen kann. Ebenso weist die zweite Arretierungsnut 9 eine zu dem keilförmig ausgebildeten Endabschnitt 6 des Verriegelungselement 4 komplementäre Negativform auf, so dass der zweite Endabschnitt 6 des Verriegelungselement 4 optimal in die zweite Arretierungsnut 9 eingreifen kann.
Alternativ zu den oben gezeigten Ausbildungen der ersten und zweiten Arretierungsnuten 7 bzw. 9 und den zugehörigen keilförmigen Ausbildungen des ersten bzw. zweiten Endabschnitts 5, 6 sind auch Nuten mit einer alternativen Geometrie zur teilweisen Aufnahme des Verriegelungselements 4 in dem Antriebselement 3 bzw. in dem Basiselement 1 vorstellbar.
In bevorzugten Ausführungsformen weisen derartige Nuten stets eine zu dem aufzunehmenden Teil des Verriegelungselements negative Komplementärform auf. Auf diese Weise kann eine besonders sichere Verriegelung von Kinematikelement 2 zum Basiselement 1 bzw. zum Antriebselement 3 vermittels des Verriegelungselements 4 sichergestellt werden.
In den 1a und 1b befindet sich das Verriegelungselement 4 in einer ersten Endposition, in welcher der zweite Endabschnitt 6 in die zweite Arretierungsnut 9 des Basiselement 1 eingreift. Damit ist das Kinematikelement 2 zu dem Basiselement 1 vermittels des Verriegelungselements 4 verriegelt. Gleichzeitig sind Kinematikelement 2 und Antriebselement 3 zueinander entriegelt. Eine Verschiebung des Verriegelungselement 4 in Richtung S als auch in die zu S entgegengesetzte Richtung S' wird durch eine Seitenwand 11 des Antriebselements 3 bzw. durch die zweite Arretierungsnut 9 des Basiselements 1 blockiert.
In den 2 bis 4 ist ein Entriegelungsvorgang dargestellt, mittels welchem die in der 1 gezeigte Verriegelung des Kinematikelements 2 mit dem Basiselement 4 aufgehoben wird, wobei gleichzeitig eine Verriegelung des Kinematikelements 2 mit dem Antriebselement 1 erfolgt. Die 2a, 3a und 4a zeigen dabei jeweils eine Seitenansicht, die 2b, 3b und 4b jeweils eine entsprechende perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung 0.
Wie in der 2 dargestellt, erfolgt das Entriegeln von Kinematikelement 2 und Basiselement 1 durch eine Schwenkbewegung des Antriebselements 3 in eine Schwenkrichtung Q. Die Schwenkbewegung erfolgt dabei derart, dass nach kurzer Verdrehung des Antriebselements 3 relativ zu dem Basiselement 1 und dem Kinematikelement 2 die Blockade des Verriegelungselements 4 durch die erste Arretierungsnut 7 des Antriebselements 3 aufgehoben wird. Mittels eines am Antriebselement 3 angebrachten Anschlags 12 nimmt das Antriebselement 3 nun das Kinematikelement 2 mit, so dass das Kinematikelement 2 der Schwenkbewegung des Antriebselements 3 in Schwenkrichtung Q um die Drehachse P folgt. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der zweite Endabschnitt 6 des Verriegelungselements 4 noch in der zweiten Arretierungsnut 10 des Basiselements 1.
Wie in 3 gezeigt, wird aufgrund der von dem Antriebselement 3 bewirkten Schwenkbewegung des Kinematikelements 2 relativ zu dem (ruhenden) Basiselement 1 in Schwenkrichtung Q das Verriegelungselement 4 in die Richtung S geschoben. Der zweite Endabschnitt 6 des Verriegelungselements 4 gleitet aus der zweiten Arretierungsnut 9 des Basiselements 1. Gleichzeitig gleitet der erste Endabschnitt 5 des Verriegelungselements 4 in die erste Arretierungsnut 7 des Antriebselements 3.
Wenn der zweite Endabschnitt 6 des Verriegelungselements 4 wie in der 4 gezeigt vollständig aus der zweiten Arretierungsnut 9 des Basiselements 1 herausgeschoben wurde, ist das Kinematikelement 2 zum Basiselement 1 entriegelt. Gleichzeitig greift der erste Endabschnitt 5 des Verriegelungselements 4 in die erste Arretierungsnut 7 ein, so dass das Kinematikelement 2 zu dem Antriebselement 1 verriegelt ist. Eine lineare Verschiebung des Verriegelungselements 4 in Richtung S oder S' ist in diesem Zustand durch eine Seitenwand des Basiselements 1 und durch die Seitenwand 11 des Antriebselements 3 blockiert. Der Entriegelungsvorgang von Kinematikelement 2 und Basiselement 1 ist abgeschlossen.
Während des gesamten Entriegelungsvorgangs wirkt ausschließlich das Antriebselement 3 als aktives Bauelement, also angetriebenes Element, während Verriegelungselement 4 und Kinematikelement 2 passive Bauelemente sind, die nicht separat angetrieben werden.
In den 5 bis 8 ist eine Umkehr des in den 1 bis 4 dargestellten Entriegelungsvorgangs von Kinematikelement 2 und Basiselement 1 gezeigt. Dabei werden Kinematikelement 2 und Basiselement 1 wieder miteinander verriegelt; die Verriegelung von Kinematikelement 2 und Antriebselement 3 wird wieder aufgehoben.
In der Darstellung gemäß der 5 ist das Kinematikelement 2 analog zu der Darstellung der 4 mit dem Antriebselement 3 vermittels des Verriegelungselements 4 verriegelt. Eine Schwenkbewegung des Antriebselements 3 in eine Richtung Q' entgegengesetzt zur Schwenkrichtung Q wird daher zunächst durch das Verriegelungselement 4 unmittelbar auf das Kinematikelement 2 übertragen, so dass zunächst auch das Kinematikelement 2 eine Schwenkbewegung um die Drehachse P in Richtung Q' ausführt.
Wie in der 6 gezeigt, folgt das Kinematikelement 2 der Schwenkbewegung des Antriebselements 3 so lange, bis das Kinematikelement 2 an einen an dem Basiselement 1 angebrachten Anschlag 13 stößt. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich in das Verriegelungselement 4 auf Höhe der zweiten Arretierungsnut 9.
Da das Antriebselements 3 seine Schwenkbewegung in Richtung Q' fortsetzt, wird aufgrund der Relativbewegung des Antriebselements 3 relativ zum Kinematikelement 2 das Verriegelungselement 4 in Richtung S' aus der ersten Arretierungsnut 7 des Antriebselements 3 geschoben und bewegt sich in Richtung der zweiten Arretierungsnut 9 des Basiselements 1.
Wie in der 7 gezeigt, wird als Folge der anhaltenden Schwenkbewegung des Antriebselements 2 relativ zu dem Basiselement 1 (das Kinematikelement 3 befindet sich jetzt in Ruhe) der erste Endabschnitt 5 des Verriegelungselements 4 vollständig aus der ersten Arretierungsnut 7 herausgeschoben. Gleichzeitig gleitet der zweite Endabschnitt 6 des Veriegelungselements 4 vollständig in die zweite Arretierungsnut 9 des Basiselements 1. Das Kinematikelement 2 ist mit dem Basiselement 1 vermittels des Verriegelungselements 4 verriegelt. Gleichzeitig ist das Basiselement 1 zu dem Kinematikelement 2 verriegelt.
Wie in der 8 gezeigt, wird das Antriebselement 2 weiter in die Richtung Q' geschwenkt. Die erste Arretierungsnut 9 ist nicht mehr auf Höhe des ersten Endabschnitts 5 des Verriegelungselements 4. Eine mögliche weitere Verschiebung des Verriegelungselements 4 in Richtung S wird durch die Seitenwand 11 des Antriebselements 3 blockiert. Ebenso wird eine Verschiebung des Verriegelungselements 4 in Richtung S' durch eine Seitenwand des Basiselements 1 blockiert. Der Verriegelungsvorgang von Kinematikelement 2 und Basiselement 1 ist abgeschlossen.
In der 9 ist grobschematisch eine mögliche Anwendung der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung in einer Dachkinematik für ein Kraftfahrzeug gezeigt. Eine solche Dachkinematik kann dabei eine Mehrzahl von starren Bauelementen umfassen, die in der 9 schematisch als Linien dargestellt sind. Die Bauelemente können mittels einer Mehrzahl von Gelenken, die in der 9 schematisch in Form von Ringen dargestellt sind, schwenkbeweglich miteinander verbunden sein.
Die 9a zeigt exemplarisch eine Dachkinematik 14, die eine Dachkappe 15 und einen mittleren Dachrahmen 16 umfasst, in einem bezüglich des abzudeckenden Fahrzeugs geschlossenen Zustand. Die Dachkappe 15 ist mit dem mittleren Dachrahmen 16 vermittels eines Viergelenks 17 beweglich verbunden. Die Dachkappe 15 ist ferner mit einem Windfang 18 des Fahrzeugs verbunden und kann mit diesem separat, beispielsweise vermittels eines Spannschlosses, verriegelt werden (in der 9a nicht gezeigt). In der Anordnung der 9a steht das Viergelenk 17 flach und kann eine stabile Abstützung der Dachkinematik in eine vertikale Richtung z nicht gewährleisten. Durch Ausübung bereits einer geringen Kraft F in eine zu z entgegengesetzte Richtung kann der mittlere Dachrahmen 16 wie in der 9b gezeigt (Pfeile T) vertikal nach unten bewegt werden. Da eine Bewegung der Dachkinematik in diese Richtung einer Öffnungsbewegung der Dachkinematik entspricht, scheidet die Verwendung eines einfachen Anschlags zur Abstützung des mittleren Dachrahmen 16 aus.
Stattdessen kann aber die gewünschte Abstützung des mittleren Dachrahmen 16 vermittels einer Verriegelung des Viergelenks 17 mit dem mittleren Dachrahmen 16 unter Verwendung der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung 0 erreicht werden.
Hierzu kann der mittlere Dachrahmen 16 das Basiselement 1 der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung 0 umfassen, und das Viergelenk 17 das Kinematikelement 2 umfassen oder umgekehrt.
Somit verhalten sich das Viergelenk 17 und der mittlere Dachrahmen 16 im verriegelten Zustand wie ein einziges Bauteil, so dass auf diese Weise die Steifigkeit der Dachkinematik 14 erheblich verbessert werden kann.

Claims

Verriegelungsvorrichtung (0), insbesondere zur Verriegelung von Dachkinematiken in Fahrzeugen, umfassend: – ein Basiselement (1); – ein zum Basiselement (1) bewegbar angeordnetes Kinematikelement (2); – ein zum Basiselement (1) bewegbar angeordnetes Antriebselement (3); – ein teilweise in dem Kinematikelement (2) angeordnetes und in diesem verschiebbar gelagertes Verriegelungselement (4); dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (3) und das Kinematikelement (2) relativ zum Basiselement (1) um eine gemeinsame Drehachse (P) schwenkbar sind, wobei das Verriegelungselement (4) verschiebbar ist zwischen einer ersten Position, in welcher das Verriegelungselement (4) das Kinematikelement (2) und das Basiselement (1) zueinander verriegelt, und einer zweiten Position, in welcher das Verriegelungselement (4) das Kinematikelement (2) und das Antriebselement (3) zueinander verriegelt, wobei die Verriegelungsvorrichtung derart ausgebildet ist, dass eine Schwenkbewegung des Antriebselements (3) in eine erste Schwenkrichtung (Q) eine Schwenkbewegung des Kinematikelements (2) in die erste Schwenkrichtung (Q) bewirkt, derart, dass das Verriegelungselement (4) in dem Kinematikelement (2) von der ersten Position in die zweite Position bewegt wird, und wobei die Verriegelungsvorrichtung derart ausgebildet ist, dass eine Schwenkbewegung des Antriebselements (3) in eine zur ersten Schwenkrichtung (Q) entgegengesetzte zweite Schwenkrichtung (Q') eine Schwenkbewegung des Kinematikelements (2) in die zweite Schwenkrichtung (Q') bewirkt, derart, dass das Verriegelungselement (4) in dem Kinematikelement (2) von der zweiten Position in die erste Position bewegt wird.
Verriegelungsvorrichtung (0) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (3) als Antriebshebel oder/und das Kinematik-Element (2) als Kinematik-Hebel ausgebildet ist.
Verriegelungsvorrichtung (0) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkbewegung des Kinematikelements (2) in die erste Schwenkrichtung (Q) vermittels eines an dem Antriebselement (3) angebrachten Mitnehmers (12) bewirkt wird, derart, dass das Kinematikelement (2) von dem Antriebselement (3) mitgenommen wird, wenn dieses eine Schwenkbewegung in die erste Schwenkrichtung (Q) ausführt, und dass die Schwenkbewegung des Kinematikelements (2) in die zweite Schwenkrichtung (Q') vermittels des Verriegelungselements (4) bewirkt wird, derart, dass das Kinematikelement (2) von dem Antriebselement (3) vermittels des Verriegelungselements (4) mitgenommen wird, wenn das Antriebselement (3) eine Schwenkbewegung in die zweite Schwenkrichtung (Q') ausführt.
Verriegelungsvorrichtung (0) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement (1) einen Anschlag (13) umfasst, der eine Endposition für die Schwenkbewegung des Kinematikelements (2) in die zweite Schwenkrichtung (Q') definiert.
Verriegelungsvorrichtung (0) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (4) einen ersten und einen zweiten Endabschnitt (5, 6) aufweist, die sich jeweils keilförmig verjüngen.
Verriegelungsvorrichtung (0) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (3) eine erste Arretierungsnut (7) zur teilweisen Aufnahme des Verriegelungselements (4), insbesondere des ersten Endabschnitts (5) des Verriegelungselements (4), in der zweiten Position aufweist, und dass das Basiselement (1) eine zweite Arretierungsnut (9) zur teilweisen Aufnahme des Verriegelungselements (4), insbesondere des zweiten Endabschnitts (6) des Verriegelungselements (4), in der ersten Position aufweist, wobei das Verriegelungselement (4), insbesondere der erste oder/und zweite Endabschnitt (5, 6) des Verriegelungselements (4), sowie die erste und zweite Arretierungsnut (7, 9) derart ausgebildet sind, dass eine Bewegung des Kinematikelements (2) relativ zu dem Basiselement (1) in die erste Schwenkrichtung (Q) eine Bewegung des Verriegelungselements (4) von der ersten in die zweite Position bewirkt, und dass eine Bewegung des Kinematikelements (2) relativ zu dem Antriebselement (3) in die zweite Schwenkrichtung (Q') eine Bewegung des Verriegelungselements (4) von der zweiten in die erste Position bewirkt.
Verriegelungsvorrichtung (0) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (4) in der ersten Position derart in dem Kinematikelement (2) angeordnet ist, dass ein Verschieben des Verriegelungselements (4) durch eine Seitenwand (11) des Antriebselements (1) und durch die zweite Arretierungsnut (6) des Basiselements (1) blockiert ist.
Verriegelungsvorrichtung (0) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (4) in der zweiten Position derart in dem Kinematikelement (2) angeordnet ist, dass ein Verschieben des Verriegelungselements (4) in dem Kinematikelement durch die erste Arretierungsnut (5) des Antriebselements (1) und durch eine Seitenwand des Basiselements (1) blockiert ist.
Verriegelungsvorrichtung (0) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste oder/und zweite Arretierungsnut (7, 9) jeweils wenigstens eine Seite mit einer Anlaufschräge (8, 10) aufweist.
Dachkinematik (14), insbesondere zur Verwendung in einem Fahrzeug, umfassend: – eine Dachkappe (15) mit einem Gelenk, insbesondere Viergelenk (17); und – einen mittleren Dachrahmen (16); wobei die Dachkappe (15) mit dem Dachrahmen (16) vermittels des Gelenks schwenkbeweglich verbunden ist und vermittels einer Verriegelungsvorrichtung (0) nach einem der vorhergehenden Ansprüche verriegelbar oder verriegelt ist, wobei der mittlere Dachrahmen (16) das Basiselement (1) umfasst, und wobei das Gelenk das Kinematikelement (2) umfasst oder umgekehrt.