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Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung für ein verstellbares Verdecksystem eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine gattungsgemäße Betätigungseinrichtung ist aus der Druckschrift
US 4 695 089 A bekannt und dient zum Verstellen eines Verdeckelements. Hierzu sind zwei Motoren vorgesehen, die jeweils über ein Doppelschneckengetriebe eine Lenkeranordnung antreiben. Antriebswellen der beiden Motoren sind über eine Koppelwelle miteinander verbunden.
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Aus der
DE 195 18 071 A1 ist eine Betätigungseinrichtung bekannt, die zur Betätigung eines Verdecks und eines Verdeckdeckels an einem Cabriolet dient. Als Antriebselemente der Betätigungseinrichtung dienen zwei Hydraulikzylinder, die eine erste Getriebeanordnung auf der linken Fahrzeugseite und eine zweite Getriebeanordnung auf der rechten Fahrzeugseite antreiben. Durch Verstellung der beiden Hydraulikzylinder können die Getriebeanordnungen ein- und ausgefahren werden, um das Verdeck bzw. den Verdeckdeckel zu öffnen bzw. zu schließen. Für die einwandfreie Funktion des Verdecksystems ist es dabei unerlässlich, dass zwischen der ersten Getriebeanordnung und der zweiten Getriebeanordnung ein Synchronlauf realisiert wird. Denn nur durch gleichzeitiges Ein- bzw. Ausfahren der beiden Getriebeanordnungen wird gewährleistet, dass das Verdeck bzw. der Verdeckdeckel auf einer Seite nicht voreilt und dann durch seitliche Kippbewegungen blockiert. Um den Synchronlauf der beiden Getriebeanordnungen zu realisieren ist es bekannt, eine Serienschaltung der Hydraulikzylinder zu verwenden, um eine Wegsynchronisation der Kolbenstangen zu gewährleisten. Die Serienschaltung der Hydraulikzylinder hat aber den Nachteil, dass keine Standardhydraulikzylinder eingesetzt werden können, da das Arbeitsvolumen der beiden Hydraulikzylinder in einem bestimmten Verhältnis zueinander aufeinander abgestimmt werden muss. Eine Synchronisation der beiden Antriebselemente ist insbesondere auch dann schwierig, wenn parallel geschaltete Hydraulikzylinder bzw. Elektromotoren oder Pneumatikzylinder als Antriebselemente Verwendung finden.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik einer Betätigungseinrichtung für ein Verdecksystem mit auf beiden Seiten angetriebenen Getriebeanordnungen ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neue Betätigungseinrichtung vorzuschlagen, die einen verbesserten Synchronlauf der beiden Getriebeanordnungen mit einfachen Mitteln realisiert.
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Diese Aufgabe wird durch eine Betätigungseinrichtung nach der Lehre des Anspruchs 1 und durch eine Betätigungseinrichtung nach der Lehre des Anspruchs 2 gelöst.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäße Getriebeanordnung beruht auf dem Grundgedanken, dass zwischen der ersten Getriebeanordnung und der zweiten Getriebeanordnung ein torsionssteifes Kopplungselement vorgesehen wird, dass die beiden Getriebeanordnungen miteinander koppelt. Die Kopplung der beiden Getriebeanordnungen durch das Kopplungselement erfolgt dabei dadurch, dass das Kopplungselement bei Verstellung des Verdecksystems eine rotatorische Bewegung ausführt, so dass bei Verstellung des Kopplungselements und einer Differenz zwischen den Verstellbewegungen der ersten Getriebeanordnung und der zweiten Getriebeanordnung ein Drehmoment zwischen der ersten Getriebeanordnung und der zweiten Getriebeanordnung übertragbar ist. Durch dieses vom Kopplungselement übertragene Drehmoment kann die Bewegungsdifferenz zwischen den beiden Getriebeanordnungen verkleinert bzw. ausgeschlossen werden. Das vom Kopplungselement zu übertragene Drehmoment zwischen den beiden Getriebeanordnungen wird dabei umso größer, je größer die Bewegungsdifferenz zwischen den beiden Getriebeanordnungen ist. Besteht dagegen zwischen den beiden Getriebeanordnungen keine Bewegungsdifferenz, so wird das Kopplungselement letztendlich drehmomentfrei zwischen den beiden Getriebeanordnungen entsprechend der Bewegung der beiden Getriebeanordnungen verstellt.
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Mit welcher Art von Antriebselement die Betätigungseinrichtung angetrieben wird, ist grundsätzlich beliebig. Als Antriebselemente sind Hydraulikzylinder, Pneumatikzylinder und/oder Elektromotoren denkbar. Aber auch andere Arten von Antriebselementen können grundsätzlich Verwendung finden.
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Die konstruktive Ausbildung des Kopplungselements ist ebenfalls grundsätzlich beliebig. Da das Kopplungselement eine hohe Torsionssteifigkeit aufweisen soll, um selbst bei kleinsten Bewegungsdifferenzen zwischen den beiden Getriebeanordnungen bereits ein hohes Drehmoment zwischen den beiden Getriebeanordnungen übertragen zu können, ist es besonders vorteilhaft, wenn das Kopplungselement in der Art einer Antriebswelle ausgebildet ist.
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Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird die rotatorische Bewegung eines Bauelements der ersten Getriebeanordnung mit der rotatorischen Bewegung eines Bauelements der zweiten Getriebeanordnung über das Kopplungselement miteinander gekoppelt, so dass die Drehbewegungen der beiden Bauelemente der beiden Getriebeanordnungen zueinander synchronisiert werden. Dabei ist es grundsätzlich denkbar, dass die beiden Bauelemente und das dazwischen wirkende Kopplungselement neben der rotatorischen Bewegung auch eine translatorische Bewegung ausführen, so dass sich die rotatorische und die translatorische Bewegung überlagern. Allerdings hat diese Art der Kopplung der beiden Getriebeanordnungen den Nachteil, dass dann das Kopplungselement, das sich beispielsweise von der linken zur rechten Fahrzeugseite erstreckt, durch einen nicht verbauten Zwischenraum im Fahrzeug bewegt werden muss. Um zur Realisation der Erfindung mittels des Kopplungselements nur möglichst wenig Bauraum zu benötigen, ist es deshalb besonders vorteilhaft, wenn das Kopplungselement in zumindest zwei Festlagern drehbar gelagert ist. Dies bedeutet dann mit anderen Worten, dass das Kopplungselement bei der Verstellung des Verdecksystems nur noch eine rotatorische Bewegung ausführt und eine translatorische Bewegung dagegen ausgeschlossen ist. Auf diese Weise dreht sich das Kopplungselement dann bei Betrieb der Betätigungseinrichtung lediglich um die eigene Längsachse, so dass für das Kopplungselement im Fahrzeug ein minimaler Bauraum notwendig ist.
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Gemäß einer einfachen Grundform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Kopplungselement mit seinem ersten Ende unmittelbar an einem verstellbaren Bauteil der ersten Getriebeanordnung und mit seinem zweiten Ende unmittelbar an einem verstellbaren Bauteil der zweiten Getriebeanordnung befestigt ist. Dies bedeutet also mit anderen Worten, dass das Kopplungselement unmittelbar mit Bauelementen der beiden Getriebeanordnungen in Eingriff steht. Das Kopplungselement nimmt dann an der Verstellbewegung dieser beiden Bauteile teil und überträgt das Drehmoment zur Synchronisation der beiden Getriebeanordnungen zwischen diesen Bauteilen. Es ist dabei erfindungsgemäß notwendig, dass die dazu ausgewählten Bauteile der beiden Getriebeanordnungen bei der Verstellung der Betätigungseinrichtung zwingend eine Rotationsbewegung ausführen, wobei dieser Rotationsbewegung selbstverständlich auch eine translatorische Bewegung überlagert sein kann. Zur Verringerung des notwendigen Bauraums für das Kopplungselement ist es jedoch vorteilhaft, wenn die Bauteile der beiden Getriebeanordnungen, an die das Kopplungselement unmittelbar angeschlossen ist, ausschließlich eine Rotationsbewegung ausführen, so dass sich das Kopplungselement bei Betrieb der Betätigungseinrichtung lediglich um seine Längsachse dreht.
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Abhängig von der Bauart der Betätigungseinrichtung ist es oftmals nicht möglich, das Kopplungselement im Fahrzeug in einer Weise zu platzieren, so dass es optimal an den Bauteilen der beiden Getriebeanordnungen angelehnt wird. Um zugleich eine optimale Anlenkung an den beiden Getriebeanordnungen zu realisieren und zugleich Platzierungsfreiheit für die Platzierung des Kopplungselements zu erhalten ist es deshalb möglich, zwischen dem Kopplungselement und den beiden Getriebeanordnungen jeweils zwei Zwischengetriebe anzuordnen. Die beiden Zwischengetriebe haben dabei die Aufgabe, die Stellbewegung der ersten Getriebeanordnung bzw. der zweiten Getriebeanordnung auf die Enden des Kopplungselements zu übertragen. Die konstruktive Bauart des Zwischengetriebes ist grundsätzlich beliebig. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Zwischengetriebe in der Art eines Zweischlaggetriebes ausgebildet ist. Solche Zweischlaggetriebe umfassen zwei starre Lenkerelemente, die beide mit ihrem jeweils ersten Ende in einem Zwischengelenk miteinander verbunden sind. Das zweite Ende des ersten Lenkerelements wird dann in einem Drehgelenk an einem translatorisch verstellbaren Bauteil der zugeordneten Getriebeanordnung angelenkt. Das zweite Ende des zweiten Lenkerelements wird dagegen drehfest mit einem Ende des Kopplungselements verbunden. Im Ergebnis wird dadurch erreicht, dass eine translatorische Bewegung der Bauteile in den beiden Getriebeanordnungen in eine rotatorische Bewegung des Kopplungselements übersetzt wird.
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Welche Bauteile eines Verdecksystems mit der erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung betätigt werden, ist grundsätzlich beliebig. Gemäß einer bevorzugten Variante ist es vorgesehen, dass die beiden Getriebeanordnungen der Betätigungseinrichtung die linke und die rechte Seite eines verstellbaren Verdeckdeckels antreiben.
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Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden nachfolgend beispielhaft erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine Betätigungseinrichtung für einen verstellbaren Verdeckdeckel in perspektivischer Ansicht von hinten;
- 2 den kinematischen Aufbau der Betätigungseinrichtung gemäß 1;
- 3 einen alternativen kinematischen Aufbau einer Betätigungseinrichtung für einen Verdeckdeckel.
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1 zeigt eine Betätigungseinrichtung 01 zur Verstellung eines in 1 nicht dargestellten verstellbaren Verdeckdeckels. Die Betätigungseinrichtung umfasst zwei Tragbügel 02 und 03, zwischen denen ein in 1 nicht dargestellter Verdeckdeckel befestigt wird. Zum Antrieb der beiden Tragbügel 02 und 03 dient eine auf der linken Fahrzeugseite angeordnete erste Getriebeanordnung 04 und eine auf der rechten Fahrzeugseite angeordnete zweite Getriebeanordnung 05. Die beiden Getriebeanordnungen 04 und 05 sind jeweils als Viergelenklenker ausgebildet und umfassen jeweils zwei in der Art von Doppellenkern ausgebildeten Bauteilen 06 und 07 bzw. 08 und 09. Die Bauteile 06 bis 09 bestehen jeweils aus zwei parallel zueinander angeschlagenen Einzellenkern 06a und 06b bzw. 07a und 07b bzw. 08a und 08b bzw. 09a und 09b. Die Bauteile 06 bis 09 sind jeweils mit einem Ende in einem Drehgelenk, das in der Art eines Festlagers ausgebildet ist, rotatorisch an in der Karosserie starr verbauten Trägern 14 bzw. 15 drehbar gelagert. Die jeweils gegenüberliegenden Enden der Bauteile 06 bis 09 sind in Drehgelenken 16, 17, 18 und 19 an den Tragbügeln 02 und 03 angeschlagen. Zum Antrieb der Tragbügel 02 und 03, die der Verstellung des verstellbaren Verdeckdeckels dienen, ist zwischen dem Tragbügel 02 und dem Bauteil 07 bzw. zwischen dem Tragbügel 03 und dem Bauteil 09 jeweils ein hydraulischer Antriebszylinder vorgesehen, dessen Kolbenstange ein- bzw. ausgefahren werden kann. Durch Ein- bzw. Ausfahren der Kolbenstange der beiden Antriebszylinder können die beiden Getriebeanordnungen kinematisch definiert entsprechend der Kinematik der beiden Getriebeanordnungen 04 und 05 gemäß einer vordefinierten Bewegungsbahn verfahren werden.
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Um die Stellbewegungen der auf der linken Fahrzeugseite angeordneten ersten Getriebeanordnung 04 mit der Stellbewegung der auf der rechten Fahrzeugseite angeordneten Getriebeanordnung 05 zu synchronisieren, ist ein Kopplungselement 20 vorgesehen, das in der Art einer Antriebswelle ausgebildet ist. Die Enden 21 und 22 des Kopplungselements 20 sind in den Trägern 14 bzw. 15 mit Drehgelenken, die in der Art von Festlagern ausgebildet sind, rotatorisch gelagert. Dies bedeutet also mit anderen Worten, dass das Kopplungselement 20, das in der Art einer Antriebswelle ausgebildet ist, sich allein um seine Längsachse drehen kann. Um die Drehbewegungen der ersten Getriebeanordnung bzw. der zweiten Getriebeanordnung jeweils an das Kopplungselement 20 zu übertragen und dadurch die gewünschte Synchronisation zu erreichen, sind zwei Zwischengetriebe 23 und 24 vorgesehen (Zwischengetriebe 24 in 1 verdeckt dargestellt). Beide Zwischengetriebe sind in der Art von Zweischlaggetrieben ausgebildet und umfassen zwei starre Lenkerelemente 25 und 26 bzw. 27 und 28 (Lenkerelemente 27 und 28 in 1 verdeckt dargestellt). Die beiden Lenkerelemente 25 und 26 des Zwischengetriebes 23 bzw. die beiden Lenkerelemente 27 und 28 des Zwischengetriebes 24 sind mit ihrem jeweils ersten Ende in einem Zwischengelenk 29 bzw. 30 (Zwischengelenk 30 in 1 verdeckt dargestellt) miteinander verbunden. Das zweite Ende des Lenkerelements 25 bzw. 27 ist mit dem Bauteil 07 bzw. dem Bauteil 09 in der ersten Getriebeanordnung 04 bzw. der zweiten Getriebeanordnung 05 in Drehgelenken 31 bzw. 32 verbunden. Das zweite Ende des Lenkerelements 26 bzw. des Lenkerelements 28 ist jeweils drehfest mit den beiden Wellenenden 21 bzw. 22 verbunden.
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Die Kinematik der Betätigungseinrichtung 01 und die Wirkungsweise des Kopplungselements 20 sollen nachfolgend an Hand von 2 erläutert werden. Wird die Betätigungseinrichtung 01 betätigt, so fahren die in der Art von Antriebszylindern ausgebildeten Antriebselemente 33 bzw. 34 ein bzw. aus und die Trägerbügel 02 und 03 werden auf kinematisch durch die Getriebeanordnungen 04 und 05 vordefinierten Bewegungsbahnen verstellt. Die Bauteile 07 bzw. 09 verschwenken während dieser Stellbewegung um die Drehlager 11 bzw. 13. Zusammen mit den Bauteilen 07 bzw. 09 verschwenken dann auch die Drehgelenke 31 und 32, mit denen die Zwischengelenke 23 und 24 an der Getriebeanordnung angeschlagen sind. Die Bewegung der Drehgelenke 31 und 32 bewirkt vermittels über die Zwischengelenke 29 und 30 eine Schwenkbewegung der Lenkerelemente 26 und 28 in den Zwischengetrieben 23 bzw. 24. Durch diese Schwenkbewegung der Lenkerelemente 26 und 28, deren Enden drehfest mit den Enden 21 bzw. 22 des Kopplungselements 20 verbunden sind, wird eine Rotationsbewegung des Kopplungselements 20, das in der Art einer Antriebswelle ausgebildet ist, bewirkt. Jede Bewegungsdifferenz zwischen den beiden Getriebeanordnungen 04 und 05 bewirkt im Kopplungselement 20 ein Torsionsmoment, so dass die jeweils nacheilende Seite durch das vom Torsionsmoment bewirkte zusätzliche Drehmoment nachgestellt wird. Im Ergebnis wird dadurch eine kinematische Synchronisation der Stellbewegung der beiden Getriebeanordnungen 04 und 05 und damit der beiden Tragbügel 02 und 03 realisiert. Da das Kopplungselement 20 durch Einbau der beiden Zwischengetriebe 23 und 24 lediglich eine Rotationsbewegung ohne jede translatorische Bewegung ausführt, kann die Kopplung der beiden Getriebeanordnungen 04 und 05 mit relativ geringem Bauraum realisiert werden.
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3 stellt eine Variante 35 einer erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung dar. Der Aufbau der beiden Getriebeanordnungen 04 und 05 entspricht dabei dem Aufbau der Getriebeanordnungen 04 und 05 in der Betätigungseinrichtung 01. Allerdings weist die Betätigungseinrichtung 35 keine Zwischengetriebe 23 und 24 auf. Stattdessen wird ein in der Art einer Antriebswelle ausgebildetes Kopplungselement 36 unmittelbar an den Bauteile 07 bzw. 08 drehfest angeschlagen. Werden die Getriebeanordnungen 04 und 05 durch Antrieb der in der Art von Antriebszylindern ausgebildeten Antriebselemente 33 und 34 verstellt, so führt das Kopplungselement 36 eine kombinierte Bewegung mit einem rotatorischen Anteil und einem translatorischen Anteil durch. Aufgrund der rotatorischen Bewegung des Kopplungselements 36 wird in Zusammenwirkung mit der drehfesten Befestigung der beiden Enden des Kopplungselements 36 eine Synchronisation zwischen den beiden Getriebeanordnungen 04 und 05 bewirkt.
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Bezugszeichenliste
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- 01
- Betätigungseinrichtung
- 02
- Tragbügel
- 03
- Tragbügel
- 04
- Erste Getriebeanordnung
- 05
- Zweite Getriebeanordnung
- 06
- Bauteil
- 07
- Bauteil
- 08
- Bauteil
- 09
- Bauteil
- 10
- Drehlager
- 11
- Drehlager
- 12
- Drehlager
- 13
- Drehlager
- 14
- Träger
- 15
- Träger
- 16
- Drehgelenk
- 17
- Drehgelenk
- 18
- Drehgelenk
- 19
- Drehgelenk
- 20
- Kopplungselement
- 21
- Erstes Ende Kopplungselement
- 22
- Zweites Ende Kopplungselement
- 23
- Zwischengetriebe
- 24
- Zwischengetriebe
- 25
- Lenkerelement
- 26
- Lenkerelement
- 27
- Lenkerelement
- 28
- Lenkerelement
- 29
- Zwischengelenk
- 30
- Zwischengelenk
- 31
- Drehgelenk
- 32
- Drehgelenk
- 33
- Antriebselement
- 34
- Antriebselement
- 35
- Betätigungseinrichtung
- 36
- Kopplungselement
- 37
- Festpunkt
- 38
- Festpunkt
