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Die folgende Erfindung betrifft ein Fahrzeugdach gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Gattungsgemäße Fahrzeugdächer weisen eine Dachöffnung auf und einen Deckel zum wahlweisen Öffnen und Verschließen der Öffnung. Der Deckel ist dabei mittels eines Gleiterschlittens in einer dachfesten Führungsschiene entlang einer Fahrzeuglängsachse verschiebbar gelagert. Um bei einem Unfall den Deckel gegen eine unkontrollierte Bewegung relativ zum Fahrzeug zu sichern, ist eine Bremsvorrichtung vorgesehen, welche den Deckel in Unfallsituationen abbremst und relativ zum Fahrzeugdach festlegt. Eine solche Bremsvorrichtung ist aus der
DE 103 25 327 B3 bekannt. Hier ist in einem Antriebsstrang zwischen einem Antrieb des Deckels und dem Deckel selbst eine Sollbruchstelle vorgesehen, die ab einem bestimmten Beschleunigungswert abgeschert wird, und damit die Verbindung zwischen Deckel und Antrieb irreversibel unterbricht, um den Deckel freizugeben und mit einem Bremselement in Eingriff zu bringen.
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Die
DE 197 56 020 C1 offenbart ein Schiebedach mit einem Bremsmechanismus bei hohen, durch einen Crash hervorgerufenen Beschleunigungskräften mit einem keilförmigen Anschlag. Aus der
US 7,523,983 B2 ist eine Sicherheitsbremsvorrichtung eines Schiebedachdeckels mit einem keilförmigen Bremselement bekannt. In der
DE 10 2004 003 911 A1 wird ein als Fliehkraftbremse ausgebildetes Bremselement beschrieben, das beim Überschreiten vorgegebener Beschleunigungen wirksam wird.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bremsvorrichtung für einen Deckel eines öffenbaren Fahrzeugdachs bereitzustellen, bei welchem die Bremsvorrichtung nicht Teil des Antriebsstrangs zwischen Antrieb und Deckel ist und somit den Deckel im Fall eines Unfalls unabhängig vom Zustand dieses Antriebsstrangs abbremst.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Fahrzeugdach gemäß dem Kennzeichen von Anspruch 1.
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Erfindungsgemäß weist ein Gleiterschlitten des Fahrzeugdachs ein loses oder lösbares Bremselement auf, welches mit einer Bremsfläche der Führungsschiene in Gleitreibung steht. Bei einer Relativgeschwindigkeit des Gleiterschlittens in Fahrtrichtung und relativ zur Führungsschiene, die größer ist als eine festgelegte Höchstgeschwindigkeit, bewegt sich das Bremselement durch die Gleitreibungskraft entgegen der Fahrtrichtung relativ zum Gleiterschlitten nach hinten. Der Gleiterschlitten weist eine Rampenfläche auf, die mit einem Winkel zur Fahrtrichtung so ausgerichtet ist, dass sie das sich relativ gesehen nach hinten bewegende Bremselement gegen die Bremsfläche presst. Durch dieses Pressen des sich nach hinten bewegenden Bremselements gegen die Bremsfläche der Führungsschiene wird die Gleitreibungskraft so erhöht, dass ein vollständiges Festlegen des Gleiterschlittens und damit des Deckels selbst relativ zur dachfesten Führungsschiene erzielt wird. Alternativ oder zusätzlich kann das Bremselement auch den Gleiterschlitten ebenfalls gegen eine gegebenenfalls weitere Bremsfläche der Führungsschiene pressen, um den Effekt zu erzielen oder zu verstärken. Da das Bremselement nicht in einem Antriebsstrang zwischen einem Antrieb und dem Deckel angeordnet ist, bremst das Bremselement einerseits unabhängig vom Zustand des Antriebsstrangs, also beispielsweise unabhängig vom Zustand einer Kabelanbindung an den Gleiterschlitten, den Deckel ab. Da auch der Antriebsstrang, also die Wirkverbindung zwischen einem Deckelantrieb, wie beispielsweise einem Elektromotor, einem Antriebskabel und der Anbindung dieses an den Gleiterschlitten und damit an den Deckel bei einem Unfall vollständig erhalten bleibt, kann weiter vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass durch ein reversibles Lösen des Bremselements von der zugeordneten Bremsfläche der Führungsschiene das offenbare Fahrzeugdach ohne größere Reparaturarbeiten wieder in Betrieb genommen werden kann.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Vorzugsweise sind die Rampenfläche und die Bremsfläche ebene Flächen, was deren Herstellung vereinfacht und die Bremswirkung verbessert.
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Die Rampenfläche des Bremselements bildet mit der zugeordneten Bremsfläche der Führungsschiene vorzugsweise einen sich in Fahrtrichtung öffnenden Winkel von 10 bis 80° aus. Besonders bevorzugt sind Ausführungsformen mit entsprechenden Winkeln von 30 bis 70°. Die Rampenfläche des Gleiterschlittens und die zugeordnete Bremsfläche der Führungsschiene führen daher dazu, dass ein sich relativ zum Gleiterschlitten in Fahrtrichtung nach hinten bewegendes Bremselement sich zwischen dem Gleiterschlitten und der Führungsschiene verkeilt, wodurch die Gleitreibung zwischen dem Bremselement und der Bremsfläche der Führungsschiene so groß wird, dass durch die Keilwirkung und die Reibungskräfte der Gleiterschlitten mit der Führungsschiene verklemmt wird. Durch entsprechende Ausgestaltung der Oberfläche der Bremsfläche der Führungsschiene bzw. der zugeordneten Fläche des Bremselements, die mit dieser Bremsfläche der Führungsschiene in Gleitreibung tritt, kann in einfacher Weise gewährleistet werden, dass bei einem normalen Bewegen des Gleiterschlittens und mit dem des Deckels relativ zur Führungsschiene eine problemlose Bewegung des Gleiterschlittens gewährleistet ist, während durch die Geschwindigkeitsspitzen, die bei einem Unfall auftreten, über die Keilwirkung der Deckel blockiert wird.
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Bei bevorzugten Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung kann die Bremsfläche der Führungsschiene vertikal oder horizontal ausgerichtet sein. In beiden Fällen ist eine entsprechende Keilwirkung des Bremselements gewährleistet, sodass je nach Einbausituation eine der beiden Varianten ausgewählt werden kann.
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Das Bremselement kann mit dem Gleiterschlitten über eine Sollbruchstelle lösbar verbunden sein, die so ausgebildet ist, dass sie bei einer Relativgeschwindigkeit, die größer ist, als die festgelegte Höchstgeschwindigkeit, durch die Gleitreibungskraft zerstört wird, und so das Bremselement vom Gleiterschlitten löst. Diese Ausführungsform gewährleistet eine besonders einfache Herstellung des Gleiterschlittens mit dem zugeordneten lösbaren Bremselement. Beispielsweise kann einfach ein der Führungsschiene zugeordnetes vorderes Eck des Gleiterschlittens über eine eingefräste oder eingesägte Nut mit einer Sollbruchstelle versehen werden.
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Alternativ kann das Bremselement als lose Kugel oder Walze ausgebildet und auf der Rampenoberfläche des Gleiterschlittens abrollbar angeordnet sein. Im Normalbetrieb rollt und rutscht die Kugel oder Walze an der Führungsschiene ab, ohne dass es zu einer Klemmwirkung kommt. Der Widerstand durch diese Kombination aus Rutschen und Rollen ist im Normalbetrieb zu vernachlässigen ist. Nach einem Verkeilen der Kugel oder der Walze zwischen der Rampenfläche des Gleiterschlittens und der Bremsfläche der Führungsschiene bei einem Umfall, wodurch der Gleiterschlitten relativ zur Führungsschiene festgelegt wird, kann die Kugel oder Walze wieder aus der Verklemmung gelöst werden. Es handelt sich also um eine reversible Verklemmung. Bei der Ausführungsform, bei der das Bremselement als Walze ausgebildet ist, ist die Längsachse quer zur Fahrtrichtung, aber parallel zur Rampenfläche ausgerichtet.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung überträgt der Gleiterschlitten eine Antriebskraft eines Antriebskabels auf den Deckel. Dabei kann der Gleiterschlitten Teil einer Umspritzung des Antriebskabels sein, was eine besonders einfache Herstellung ermöglicht, da Gleiterschlitten und Umspritzung nicht separat hergestellt werden müssen. Insbesondere kann bei einer solchen Variante dann auch die gleichzeitige Anformung eines lösbaren Bremselements an den Gleiterschlitten vorgesehen sein, was wiederum die Herstellung des Systems nochmals vereinfacht.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert.
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Dabei zeigt:
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1 eine Ansicht auf einen erfindungsgemäßen Gleiterschlitten mit einem keilförmigen Bremselement; und
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2 eine Ansicht auf eine alternative Ausführungsform der Erfindung mit einem kugelförmigen Bremselement.
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1 zeigt eine Führungsschiene 10 mittels derer ein Gleiterschlitten 12 verschiebbar geführt ist. Die Führungsschiene 10 dehnt sich dabei in Fahrzeuglängsrichtung aus. Der Gleiterschlitten 12 dient der Lagerung eines nicht abgebildeten Deckels zum Verschließen einer Öffnung eines Fahrzeugdachs. In der 1 ist schematisch dargestellt, dass bei einer Verlagerung des Gleiterschlittens 12 beispielsweise in Fahrtrichtung (in der 1 nach oben gerichtet) zwischen dem Gleiterschlitten 12 und der Führungsschiene 10 eine der der Verlagerungsrichtung des Gleiterschlittens 12 entgegengesetzte Reibungskraft FR zwischen der Führungsschiene 10 und dem Gleiterschlitten 12 entsteht, welche der Verlagerungsrichtung des Gleiterschlittens 12 (relativ zur Führungsschiene 10) entgegenwirkt. Der Gleiterschlitten 12 weist ein Bremselement 14 auf, welches über eine Sollbruchstelle 26 mit dem restlichen Körper des Gleiterschlittens 12 in Verbindung steht. Der Gleiterschlitten 12 und das Bremselement 14 können dabei einstückig ausgeformt sein, beispielsweise durch ein Spritzgussverfahren aus Kunststoff, oder durch ein Gießverfahren aus einem Metall, wie beispielsweise Aluminium. Die Sollbruchstelle 26 kann nachträglich ausgefräst oder ausgesägt oder bereits bei dem einstückigen Herstellungsprozess ausgebildet werden. Alternativ kann zur Herstellung des Gleiterschlittens 12 auch ein separates Bremselement 14 über eine Verbindung mit dem Gleiterschlitten 12 in Verbindung gebracht werden, wobei diese Verbindung dann entsprechend so dimensioniert ist, dass sie als Sollbruchstelle 26 wirkt. Das Bremselement 14 ist keilförmig ausgebildet und weist dabei eine erste Keilfläche 28 auf, die einer Rampenfläche 18 des Gleiterschlittens 12 zugeordnet ist. Im normalen Betrieb stehen die erste Keilfläche 28 und die Rampenfläche 18 nicht miteinander in Kontakt, sondern sie sind mittels der Sollbruchstelle 26 voneinander getrennt. Das Bremselement 14 weist darüber hinaus noch eine zweite Keilfläche 30 auf, welche mit einer ihr zugeordneten Bremsfläche 20 der Führungsschiene 10 auch im normalen Betrieb in Gleitreibung steht, wodurch die Reibungskraft FR auf das Bremselement 14 und mit ihm auf den Gleiterschlitten 12 einwirkt. Die erste Keilfläche 28 und die zweite Keilfläche 30 des Bremselements 14 bilden die für diese erfinderische Ausführungsform wesentliche Keilform des Bremselements 14 aus. Die Oberflächen der zweiten Keilfläche 30 und der Bremsfläche 20 sind so ausgeführt, beispielsweise mittels einer definierten Rauigkeit versehen, dass in einem normalen Betrieb, bei einer Verlagerung des Deckels zusammen mit dem Gleiterschlitten 12 entlang der Führungsschiene 10 die Gleitreibung FR so klein ist, dass sie von einem Antrieb des Deckels problemlos überwunden werden kann. Allerdings ist die Sollbruchstelle 26 so dimensioniert, dass eine Geschwindigkeit v des Gleiterschlittens 12 in Fahrtrichtung und relativ zur Führungsschiene 10, die einen festgelegten Schwellwert überschreitet, das Bremselement 14 durch Bruch der Sollbruchstelle 26 von dem restlichen Gleiterschlitten 12 abgetrennt wird, und sich zwischen der Rampenfläche 18 und der Führungsschiene 10 verkeilt. Der Grenzwert für die Geschwindigkeit v entspricht einer Relativgeschwindigkeit in Fahrtrichtung des Gleiterschlittens 12 gegenüber der Führungsschiene 10 wie sie typischerweise bei einem Unfall auftritt. Dann führt die entsprechend hohe Reibungskraft FR zur Freigabe des Bremselements 14. Nach der Freigabe des Bremselements 14 wird dieses durch die nach hinten gerichtete Reibungskraft FR, die durch die Reibung zwischen der zweiten Keilfläche 30 und der Bremsfläche 20 der Führungsschiene 10 vermittelt wird, relativ zum Gleiterschlitten 12, der sich aufgrund seiner Massenträgheit noch weiter in Fahrtrichtung nach vorne bewegt, nach hinten verlagert. Die Rampenfläche 18 des Gleiterschlittens 12 ist parallel zur ersten Keilfläche des Bremselements 14 ausgerichtet und der zugeordneten Führungsschiene 10 so zugewandt, dass nach dem Auftreffen des Bremselements 14 dieses durch die Rampenfläche 18 zur Führungsschiene 10 hin mit einer Kraft beaufschlagt wird, welche die Reibungskraft zwischen der zweiten Keilfläche 30 und der Bremsfläche 20 der Führungsschiene 10 deutlich erhöht. Durch die Keilform des Bremselements 14 und die entsprechend V-förmige Öffnung, die die Rampenfläche 18 und die Bremsfläche 20 ausbilden, kommt es zu einer Verklemmung des Bremselements 14 zwischen dem Gleiterschlitten 12 und der Führungsschiene 10, wodurch die Bewegung des Gleiterschlittens 12 bis zum Stillstand abgebremst wird. Somit ist gewährleistet, dass bei einem Unfall mit einer abrupten Abbremsung des Fahrzeugs der Gleiterschlitten 12 und mit ihm ein zugeordneter Deckel frühzeitig abgebremst wird. Damit wird vermieden, dass es zu zusätzlichen Beschädigungen von Deckel oder Fahrzeugdach oder gar zu einem gefährlichen Verlust des Deckels kommt.
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Nach einem Festlegen des Gleiterschlittens 12 an der Führungsschiene 10 durch ein Abbrechen des Bremselements 14 muss zur Wiederherstellung der Deckelfunktion zunächst das Bremselement 14 wieder gelöst werden, indem z. B. der Deckel wieder entgegen der Fahrtrichtung nach hinten verschoben wird. Da in diesem Fall die Sollbruchstelle 26 durchtrennt ist, muss bei einer mehrteiligen Ausführungsform von Gleiterschlitten und Bremselement 14 eine neue Sollbruchstelle 26 eingebaut werden (sofern es sich hier um ein separates Bauteil handelt). Bei der bevorzugten Ausführungsform einer einstückigen Ausbildung von Gleiterschlitten 12, Sollbruchstelle 26 sowie Bremselement 14 wird entsprechend ein neues einstückiges Teil eingesetzt.
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2 zeigt eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ähnlich wie in der 1 ist auch hier ein Gleiterschlitten 12 mittels und entlang einer Führungsschiene 10 verlagerbar geführt, um einen zugeordneten Deckel entsprechend bewegen zu können. Auch hier ist wiederum eine Rampenfläche 18 vorgesehen, die mit der Führungsschiene 10 und insbesondere deren Bremsfläche 20 einen Öffnungswinkel α in Fahrtrichtung des Fahrzeugs aufspannt. Die Rampenfläche 18, die Bremsfläche 20 und ein Anschlag 24 grenzen eine Aussparung ab, in welcher ein kugelförmiges Bremselement 14 gelagert ist. Der wesentliche Unterschied gegenüber der Ausführungsform der 1 ist also zunächst, dass das Bremselement 14 in der Ausführungsform der 2 selbst keine Keilform mehr ausweist, und weiterhin, dass das kugelförmige Bremselement 14 zu keiner Zeit über eine Sollbruchstelle oder über eine sonstige Verbindung fest mit dem Gleiterschlitten 12 verbunden ist. Bei einem abrupten Abbremsen des Fahrzeugs bewegt sich der Gleiterschlitten 12 weiter in die ursprüngliche Fahrtrichtung. Während bei Verlagerungsgeschwindigkeiten v, wie sie im normalen Betrieb des öffenbaren Fahrzeugdachs auftreten, das kugelförmige Bremselement 14 in Fahrtrichtung durch die Rampenfläche 18 und entgegen der Fahrtrichtung durch den Anschlag 24 mitbewegt werden, wird bei hohen Geschwindigkeiten v in Fahrtrichtung des Gleiterschlittens 12 relativ zur Führungsschiene 10 das kugelförmige Element 14 durch die Rampenfläche 18 und die Bremsfläche 20 eingeklemmt, und somit der Gleiterschlitten 12 an der Führungsschiene 10 festgelegt. Ein Vorteil der Ausführungsform der 2 gegenüber der der 1 ist die Tatsache, dass zum Lösen des Gleiterschlittens 12 dieser lediglich entgegen der Fahrtrichtung nach hinten geschoben werden muss, wodurch das kugelförmige Bremselement 14 wieder aus der Verklemmung gelöst werden kann. Die Verklemmung ist also reversibel und zur Herstellung des Ausgangszustandes müssen keine Ersatzteile verbaut werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Führungsschiene
- 12
- Gleiterschlitten
- 14
- Bremselement
- 16
- Umspritzung
- 18
- Rampenfläche
- 20
- Bremsfläche
- 22
- Aussparung
- 24
- Anschlag
- 26
- Sollbruchstelle
- 28
- erste Keilfläche
- 30
- zweite Keilfläche
