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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Scheibe, die in und aus einem Schacht einer Fahrzeugtür beweglich ist, wobei zwischen der Scheibe und dem oberen Schachtende ein flexibler Dichtkörper angeordnet ist, der als Hohlkörper ausgeführt ist und mit einer ersten Kammerwand an der Fahrzeugtür befestigt ist und eine zweite ebenflächige Kammerwand des Dichtkörpers auf der Scheibe aufliegt und die zweite Kammerwand über zwei Schenkel mit der ersten Kammerwand verbunden ist, wobei der Dichtkörper zwischen der zweiten Kammerwand und den Schenkeln jeweils eine Knickstelle aufweist.
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Insbesondere bei Cabrios, aber auch bei anderen Kraftfahrzeugen mit rahmenlosen Fenstern an den Fahrzeugtüren, ist es beim Öffnen und Schließen der Fahrzeugtür notwendig, dass die Fensterscheibe ein kleines Stück abgesenkt wird, um gleichzeitig ein dichtes Schließen des Fensters und ein problemloses Öffnen und Schließen der Tür zu ermöglichen. Hierfür wird üblicherweise eine automatische Kurzhubabsenkung genutzt. Problematisch ist hier, dass in Wintermonaten die Türscheibe häufig an dem Dichtkörper an der Außenseite der Fensterschachtleiste festfriert. Dadurch ist die festgefrorene Türscheibe nicht mehr absenkbar. In diesem Fall kann beim Schließen und Öffnen der Tür die Türscheibe nicht mehr unter dem Verdeck durchtauchen. Nach dem Schließen der Tür liegt die Scheibe dann auf dem Verdeckstoff auf.
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Zumeist wird das Anfrieren der Türscheibe an der Fensterschachtleiste durch eine externe Heizquelle verhindert. Versuche mit verschiedenen Lackbeschichtungen oder beschichteten Flocken bestätigen, dass ein Anfrieren ohne eine externe Heizung bisher nicht verhindert werden kann.
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Die gattungsbildende
DE 33 05 088 A1 offenbart einen Dichtungs-, Gleit- und Zierrahmen für bewegliche Fenster, insbesondere von Kraftfahrzeugtüren. Hierbei werden Dichtlippen durch rohrförmige Elemente ausgebildet und im unteren Bereich des Fensters genutzt, wobei ein Durchgang des Fensters zwischen den rohrförmigen Elementen ermöglicht wird. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass der Kurzhub bei angefrorener Scheibe wenn überhaupt nur mit erheblichem Kraftaufwand möglich ist.
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Aus der
DE 103 59 653 A1 ist eine Dichtung für eine Fensterschachtleiste bekannt, bei der die Dichtung an einer Fensterscheibe zur Anlage kommt und die Dichtung als Hohlprofil mit einer ovalen Form ausgebildet ist. Hierdurch ist bei einem Kurzhub eine Absenkung um einige Millimeter auch bei festgefrorener Scheibe möglich. Durch die runde Geometrie des Dichtelements walkt hier der Dichtkörper entlang der Scheibe. Auch hier müssen sich jedoch, um dieses Entlangwalken zu ermöglichen, festgefrorene Bereiche des Dichtelements lösen. Dieses Lösen findet in der Praxis nicht immer statt. Eine zuverlässige Kurzhubabsenkung über einen Bereich von 10 mm oder mehr scheint hier in der Praxis nicht möglich. Zudem walkt das beschriebene Dichtelement auch in nassem oder trockenem Zustand, das heißt, wenn die Scheibe nicht festgefroren ist, beim Hoch- bzw. Runterfahren der Scheibe immer. Dies führt zu einer zusätzlichen Geräuschentwicklung.
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Die
DE 39 33 250 A1 und die
US 2007 / 0 089 371 A1 offenbaren Dichtungsprofile für Fahrzeugscheiben. Hierbei weisen die gegenüberliegenden Profilpaare jeweils eine Hohlkammer auf, die dadurch eine Verformbarkeit senkrecht zur Scheibenfläche aufweisen und dadurch einen Anpressdruck innen und au-ßen an der Scheibe erzeugen.
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Nachteilig hierbei ist, dass die an der Scheibe anliegenden Dichtungsbereiche sich nicht parallel zur Scheibenfläche bewegen lassen.
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Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug mit einem demgegenüber verbesserten Dichtelement anzugeben.
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Die Erfindung wird durch ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art gelöst, wobei die Schenkel des Dichtkörpers im Querschnitt eine geringere Materialstärke aufweisen als die erste und zweite Kammerwand.
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Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, dass sich bei einer Kurzhubabsenkung bei angefrorener Scheibe kein Teil des Dichtelements von der Scheibe lösen muss und dass der Dichtkörper eine ausreichende Steifigkeit aufweist, dass es bei nassen oder trockenen Verhältnissen nahezu starr bleibt. Damit kann im Normalbetrieb, also bei nassen oder trockenen Verhältnissen, eine Bewegung der Scheibe erfolgen, ohne dass der Dichtkörper an der Scheibe entlangwalkt. Dadurch wird im Normalbetrieb eine zusätzliche Geräuschentwicklung vermieden. Ist die zweite Kammerwand des Dichtkörpers jedoch an der Scheibe angefroren, so können bei einer Bewegung der Scheibe die zwei Schenkel, die die zweite Kammerwand mit der ersten Kammerwand verbinden, zwischen der Scheibe und der Schachtwand hindurchwalken und dadurch eine Bewegung der Scheibe ermöglichen, ohne dass sich die zweite Kammerwand ganz oder teilweise von der Scheibe lösen muss. Um diese Verformbarkeit zu gewährleisten, weisen die Schenkel des Dichtkörpers im Querschnitt eine geringere Materialstärke als die erste und zweite Kammerwand auf. Damit sind die Schenkel besonders leicht verformbar. Dennoch sollte die Stärke der Schenkel so gewählt werden, dass bei nassen und trockenen Verhältnissen nahezu keine Verformung der Schenkel bei Heben oder Senken der Scheibe erfolgt.
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Die erste Kammerwand kann im Wesentlichen ebenflächig und parallel zur zweiten Kammerwand sein. Werden zudem näherungsweise parallele Schenkel genutzt, so hat das Dichtelement im Querschnitt die Form eines Parallelogramms. Damit ist auch leicht zu erkennen, dass eine Bewegung der zweiten Kammerwand gegenüber der ersten Kammerwand ohne eine Entfernungsänderung der zweiten Kammerwände leicht möglich ist, indem die Schenkel verformt werden. Das Dichtelement kann beispielsweise so verbaut werden, dass die Schenkel sowohl im Zustand der geschlossenen Scheibe als auch im Zustand der maximalen Kurzhubabsenkung bei festgefrorener Scheibe nahezu gerade verlaufen. Wird nun die Scheibe und mit ihr die festgefrorene zweite Kammerwand gegenüber der ersten Kammerwand verschoben, so führt dies zu einer Verkürzung des Abstands zwischen den Endpunkten der Kammerwände. Dies ist leicht durch eine Verformung der Schenkel möglich.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn die Schenkel eine konvexe oder konkave Wölbung aufweisen, wobei der Wölbungsradius, wenn keine äußere Kraft auf den Dichtkörper wirkt, größer als die Seitenlänge der ersten und zweiten Kammerwand in Umfangsrichtung des Dichtkörpers ist. Eine solche geringe Wölbung gibt die Richtung vor, in der sich die Schenkel bei einer Verkürzung des Abstandes zwischen den Randpunkten der ersten und zweiten Kammerwand durchbiegen. Eine konvexe Biegung ist vorteilhaft, da damit die Schenkel bei einer Relativbewegung zwischen erster und zweiter Kammerwand zur Außenseite des Dichtkörpers hin durchgebogen werden. Dies ist vorteilhaft, da bei einer Biegung nach innen ein Kontakt zwischen Flächen des Dichtkörpers auftreten kann, der eine zusätzliche Reibung beim Walken des Dichtkörpers verursachen kann. In einigen Fällen kann jedoch auch eine konkave Wölbung der Schenkel vorteilhaft sein, insbesondere, wenn die Einbaubedingungen es erfordern.
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Der Dichtkörper kann zudem auch zwischen der ersten Kammerwand und den Schenkeln eine Knickstelle aufweisen. Damit wird eine bessere Separierung der Schenkel von der ersten Kammerwand erreicht. In diesem Fall findet bei einem Walken der Schenkel kaum eine Verformung der ersten Kammerwand statt.
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Der Dichtkörper beschreibt an den Knickstellen jeweils einen Winkel. Es ist vorteilhaft, wenn jede Knickstelle des Dichtkörpers, wenn keine äußere Kraft auf den Dichtkörper wirkt, einen Innenwinkel von 10° bis 170°, insbesondere 30° bis 150°, speziell 45° bis 135°, aufweist. Die angegebenen Winkel gelten für den nicht eingebauten Zustand. Ist der Dichtkörper zwischen Tür und Fenster eingebaut, so steht der Dichtkörper unter Druck, wodurch sich die Winkel etwas verändern. Die Grundform des Dichtkörpers kann ungefähr einem Parallelogramm entsprechen, wobei die Form der ersten Kammerwand für die Funktion des Dichtkörpers unwesentlich ist. Hier sollen also nur die zweiten Kammerwand und die Knickstellen, die diese mit einem oberen und unteren Schenkel verbinden, diskutiert werden. Ist die Scheibe nicht angefroren bzw. ist eine angefrorene Scheibe geschlossen, so ist es vorteilhaft, das Dichtelement so anzuordnen, dass die Knickstelle zwischen der zweiten Kammerwand und dem oberen Schenkel einen spitzen Winkel aufweist und die Knickstelle zwischen der zweiten Kammerwand und dem unteren Schenkel einen stumpfen Winkel aufweist.
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Insbesondere kann das Kraftfahrzeug ein Kraftfahrzeug mit mindestens einer Tür mit mindestens einem rahmenlosen Fenster sein, insbesondere ein Cabrio, wobei der Dichtkörper als außenseitige Fensterschachtdichtung einer Fahrzeugtür dient und das Kraftfahrzeug zur Durchführung einer Kurzhubabsenkung des Fensters beim Öffnen und/oder Schließen der Tür ausgebildet ist. Wie eingangs erläutert, treten insbesondere bei Kraftfahrzeugen mit Türen mit rahmenlosen Fenstern bei kalten Witterungsbedingungen Probleme auf, dass Fensterscheiben anfrieren und damit eine Kurzhubabsenkung nicht möglich ist. Mit der vorliegenden Erfindung ist eine Kurzhubabsenkung um mehrere Millimeter, insbesondere um mehr als 10 mm, bei angefrorener Fensterscheibe möglich, und damit kann die Scheibe also beispielsweise unter dem Verdeckstoff eines Cabrios hindurchtauchen.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung des Fensterschachts eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, wobei der Dichtkörper idealisiert als Parallelogramm dargestellt ist,
- 2 den Fensterschacht aus 1, wobei der Dichtkörper im Anlieferzustand dargestellt ist,
- 3 den Fensterschacht aus 1, wobei der Dichtkörper in Einbaulage mit geschlossener Scheibe dargestellt ist,
- 4 den Fensterschacht aus 1, wobei der Dichtkörper an der Scheibe angefroren und die Scheibe um 5 mm abgesenkt ist,
- 5 den Fensterschacht aus 1, wobei die Scheibe um ca. 10 mm abgesenkt ist und der Dichtkörper an der Fensterscheibe angefroren ist.
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1 zeigt schematisch den Fensterschacht 1 eines Kraftfahrzeugs, wobei der Dichtkörper 3 hier idealisiert als Parallelogramm dargestellt ist. Der Fensterschacht 1 ist in der Fahrzeugtür 2 angeordnet. Der Fensterschacht 1 wird am oberen Ende außenseitig durch eine Fensterschachtdichtung 11 abgeschlossen. Die Fensterschachtdichtung 11 ist über einen Befestigungsabschnitt 10 am Verstärkungsblech 14 der Tür, das sich hinter dem Türaußenblech 13 befindet, befestigt. Unter einer Abdecklippe 12 ist der Dichtkörper 3 mit der ersten Kammerwand 4 an der Fensterschachtdichtung 11 befestigt. Der Dichtkörper 3 besteht aus einer ersten Kammerwand 4, einer zweiten Kammerwand 5 und zwei Schenkeln 6. In 1 ist noch keine Scheibe vorhanden und der Dichtkörper 3 ist idealisiert dargestellt. Der Dichtkörper 3 weist vier Knickstellen 7 auf. Da der Dichtkörper 3 parallelogrammförmig ist, weisen zwei dieser Knickstellen 7 jeweils den gleichen Winkel 8, 9 auf. Im normalen Betrieb, das heißt, solange die Scheibe nicht angefroren und abgesenkt ist, ist der Winkel 8 zwischen der zweiten Kammerwand 5 und dem oberen Schenkel 6 sowie zwischen der ersten Kammerwand 4 und dem unteren Schenkel 6 ein erster Winkel 8. Die anderen beiden Winkel 9 entsprechen einem zweiten, stumpfen Winkel 9. Das entscheidende Merkmal dieser Anordnung ist, dass bei einer Parallelverschiebung der zweiten Kammerwand 5 gegenüber der ersten Kammerwand 4 nach unten, das heißt, in den Fensterschacht hinein, die Entfernung zwischen den jeweiligen Knickstellen 7 abnimmt und damit die Schenkel 6 verkürzt werden. In der praktischen Anwendung werden die Schenkel 6 nicht verkürzt, sondern durchgebogen und walken zwischen der Tür und dem Fenster.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines tatsächlichen Dichtkörpers im in 1 gezeigten Fensterschacht. Hier ist noch keine Fensterscheibe vorhanden, das heißt, der Dichtkörper wird nicht durch die Fensterscheibe und die Tür zusammengedrückt. Gegenüber dem idealisiert als Parallelogramm dargestellten Dichtkörper 3 in 1 sind mehrere Unterschiede erkennbar. Während die erste Kammerwand 4 und die zweite Kammerwand 5 weiterhin parallel sind, sind die beiden Schenkel 6 konvex gebogen. Durch die konvexe Biegung der Schenkel 6 ist eine Vorzugsrichtung gegeben, in die sich die Schenkel durchbiegen, wenn Druck auf die Schenkel ausgeübt wird. Damit kann beispielsweise eine Reibung von zusammengedrückten Dichtkörperflächen verhindert werden. Zudem ist zu erkennen, dass die Materialstärke der Schenkel 6 dünner ist als die Materialstärke der ersten Kammerwand 4 und der zweiten Kammerwand 5. Die Materialstärke der Schenkel 6 ist so gewählt, dass nach Einbau einer Scheibe bei einer Bewegung der Scheibe unter Normalbedingungen der Dichtkörper 3 zunächst steif bleibt, das heißt, nur minimale Bewegungen durchführt. Dennoch soll bei einem Festfrieren der Scheibe ein Walken der Schenkel 6 zwischen Schachtseite und Fenster leicht möglich sein. Durch die leichte Konvexität der Schenkel 6 sind die Winkel 8, 9 an den Knickpunkten 7 etwas größer, da nun die Winkelsumme größer als 360° ist.
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3 zeigt das Verhalten des Dichtkörpers 3, wenn er zwischen der Begrenzung des Fensterschachtes und einer Fensterscheibe 15 angeordnet ist. Um einen Dichteffekt zu erreichen, muss der Dichtkörper 3 einen gewissen Druck auf die Fensterscheibe 15 ausüben. Dementsprechend übt auch die Fensterscheibe 15 einen Druck auf den Dichtkörper 3 aus und verformt diesen. Aufgrund der ursprünglichen, leicht konvexen Form der Schenkel 6 werden diese aufgrund des Drucks nach außen durchgebogen. Damit wird die ursprüngliche, leichte Konvexität bei Vorhandensein einer Scheibe verstärkt. Dies führt auch dazu, dass die Winkel 8, 9 an den Knickstellen 7 weiter vergrößert werden. Die Steifheit der Schenkel 6 ist nun so gewählt, dass bei einer Bewegung der Scheibe 15, die im Wesentlichen parallel zur zweiten Kammerwand 5 verläuft, bei normalen, das heißt, bei trockenen oder feuchten Bedingungen, nur eine minimale Verformung des Dichtkörpers 3 erfolgt. Das heißt, dass ab einer gewissen Mindestbewegung der Scheibe 15 die Verformung des Dichtkörpers 3 und insbesondere der Schenkel 6 unabhängig von der Strecke ist, um die die Fensterscheibe 15 bewegt wurde. Der Dichtkörper 3 verhält sich also wie ein konventioneller Dichtkörper.
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Ist der Dichtkörper 3 jedoch an der Scheibe 15 angefroren, so ist das Verhalten des Dichtkörpers grundsätzlich anders. Dies ist in 4 und 5 gezeigt. In 4 ist die Außenfläche 5 des Dichtkörpers 3 in einem Bereich 16 an der Scheibe 15 festgefroren. Bei konventionellen Dichtkörpern verhindert ein solches Festfrieren eine Bewegung der Scheibe. Dies ist hier nicht der Fall. 4 zeigt eine Absenkung der Scheibe um ca. 5 mm. Hier ist vor allem zu erkennen, dass die Form des Dichtkörpers 3 von parallelogrammähnlich zu rechteckähnlich wechselt. Das heißt, dass an den Knickstellen 7 die Winkel 8, 9 im Wesentlichen gleich sind. Dieses Verhalten ist leicht zu erklären. Bei einer Absenkung der Scheibe 15 bewegt sich, wenn der Dichtkörper 3 festgefroren ist, die zweite Kammerwand 5 mit der Fensterscheibe 15. Betrachtet man nun zunächst ausschließlich die Knickstellen 7, so nähert sich aufgrund dieser Verschiebung zunächst die obere rechte Knickstelle, zwischen zweiter Kammerwand 5 und oberem Schenkel 6, der oberen linken Knickstelle 7, zwischen erster Kammerwand 4 und oberem Schenkel 6, an. Stellt man sich den Schenkel 6 zunächst als eine Art Teleskopstange vor, so würde dieser verkürzt. Beim vorliegenden Dichtkörper ist der Schenkel 6 jedoch elastisch und biegsam. Damit kann eine Verkürzung des Abstandes auch mit einem Durchbiegen des Schenkels 6 erreicht werden. Eben dies ist in 4 dargestellt. 4 zeigt den Punkt des Absenkens der Scheibe, an dem die erste Kammerwand 4 und die zweite Kammerwand 5 ungefähr auf gleicher Höhe liegen. Damit ist die Entfernung zwischen den Knickstellen hier minimal. Wird die Scheibe weiter abgesenkt, entfernen sich die Knickstellen wieder voneinander.
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Dies ist in 5 dargestellt. Hier ist die Scheibe ca. 10 mm abgesenkt. Hier sind die beiden Schenkel 6 nahezu gerade, das heißt, der maximale mögliche Abstand der Knickpunkte 7 ist erreicht. Nun ist der erste Winkel 8 zwischen der zweiten Kammerwand 5 und dem oberen Schenkel 6 stumpf und der zweite Winkel 9 ist spitz. Wird der Dichtkörper 3 idealisiert als Parallelogramm betrachtet, findet zwischen dem höchsten Punkt der Scheibe, der in 3 gezeigt ist, und dem tiefsten Punkt der Scheibe, der in 5 gezeigt ist, eine Spiegelung dieses Parallelogramms statt. Bei einer Bewegung mit angefrorener Scheibe ist der Dichtkörper also in den Extrempunkten der Scheibenbewegung, tendenziell parallelogrammförmig, während er sich in der Mitte der Scheibenbewegung einer Rechteckform annähert.
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Wie im Ausführungsbeispiel gezeigt, erlaubt der Dichtkörper 3 eine Absenkung einer Scheibe, auch dann, wenn der Dichtkörper 3 an der Scheibe 15 festgefroren ist. Der maximale Hub, der bei angefrorener Scheibe möglich ist, hängt im Wesentlichen von der Länge der Schenkel 6 im Verhältnis zum minimalen Abstand zwischen erster Kammerwand 4 und zweiter Kammerwand 5 ab. Es ist also leicht möglich, das Dichtelement 3 an die spezifischen Bedürfnisse eines Kraftfahrzeugs anzupassen.
