-
Die Erfindung betrifft eine Karosseriestruktur für ein Cabriolet mit einem Verdeckkastendeckel, der mittels wenigstens eines als Schloss ausgebildeten Befestigungspunkts und mittels wenigstens eines als Scharnier ausgebildeten Befestigungspunkts bewegbar und/oder schwenkbar an der Karosseriestruktur befestigt ist.
-
Als Cabriolet ausgebildete Kraftfahrzeuge weisen aufgrund der fehlenden Dachstruktur eine geringere Steifigkeit als ein vergleichbares geschlossenes Kraftfahrzeug auf. Die Karosseriestruktur eines Cabriolets ist daher im Hinterwagen schubweich, daher werden dort üblicherweise zusätzliche an der Karosseriestruktur angebrachte Strukturelemente vorgesehen. Der Verdeckkastendeckel befindet sich oberhalb dieser zusätzlichen Strukturelemente und dient primär dazu, das Verdeck zu schützen, gegebenenfalls kann der Verdeckkastendeckel auch als Aufnahme für eine Antennenstruktur dienen.
-
Die im Vergleich zu einem geschlossenen Fahrzeug benötigten zusätzlichen Strukturelemente erhöhen allerdings die Masse der Karosseriestruktur des Cabriolets, zudem verringern sie das ohnehin schon begrenzte Raumangebot.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Karosseriestruktur für ein Cabriolet anzugeben, bei der weniger zusätzliche Strukturelemente benötigt werden.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Karosseriestruktur der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein Befestigungspunkt ein erstes, an der Karosseriestruktur oder an dem Verdeckkastendeckel angebrachtes, und ein zweites, an dem jeweils anderen Bauteil angebrachtes Verbindungselement aufweist, wobei die beiden Verbindungselemente eine wenigstens zwei Freiheitsgrade umfassende starre Kopplung erzeugen.
-
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass eine Optimierung einer Karosseriestruktur für ein Cabriolet dadurch erzielt werden kann, dass der Verdeckkastendeckel strukturintegriert eingebunden ist. Der erfindungsgemäß derart eingebundene Verdeckkastendeckel trägt einen gewissen Anteil zur gesamten Steifigkeit der Karosseriestruktur bei, so dass die bei einem Cabriolet erforderlichen zusätzlichen Strukturelemente verringert werden können, gegebenenfalls können sie sogar vollständig entfallen. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass weniger oder einfachere Strukturelemente erforderlich sind, so dass die Masse der Karosseriestruktur verringert ist. Ebenso ergeben sich durch den Wegfall oder eine Verkleinerung der zusätzlichen Strukturelemente Kosteneinsparungen. Ein herkömmlicher Befestigungspunkt ist „weich”, das heißt das Schloss oder das Scharnier ist so ausgebildet, dass dessen Komponenten gewisse Form- oder Positionstoleranzen ausgleichen können. In der Regel ist nur ein Freiheitsgrad gekoppelt, welcher in Schließrichtung des Verdeckkastendeckels liegt. Zudem wird auch das Öffnen oder Schließen durch eine derartige weiche Befestigung erleichtert. Demgegenüber sind die Befestigungspunkte bei der erfindungsgemäßen Karosseriestruktur und dem Verdeckkastendeckel steif ausgebildet, das heißt wenigstens zwei Freiheitsgrade sind gekoppelt, so dass hierbei keine Relativverschiebung zwischen Schloss und Verdeckkastendeckel entsteht. Auf diese Weise entsteht eine steife und starre Kopplung zwischen dem Verdeckkastendeckel und der Karosseriestruktur bei geschlossenem Verdeckkastendeckel über die Befestigungspunkte (Anbindungspunkte). Somit trägt der Verdeckkastendeckel zur Gesamtsteifigkeit bei.
-
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann die starre Kopplung wenigstens zwei translatorische Freiheitsgrade umfassen. Diese Verschiebungsfreiheitsgrade sind vorzugsweise orthogonal zueinander.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann die starre Kopplung wenigstens einen translatorischen Freiheitsgrad und wenigstens einen rotatorischen Freiheitsgrad umfassen. Beide Varianten können selbstverständlich auch miteinander kombiniert werden, so dass zwei oder mehr translatorische Freiheitsgrade und ein oder mehrere rotatorische Freiheitsgrade unterdrückt sind.
-
Die bei der erfindungsgemäßen Karosseriestruktur erzeugte starre Kopplung des Verdeckkastendeckels kann auf unterschiedliche Arten realisiert sein. Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das erste Verbindungselement ein Keil oder eine Pyramide umfasst, der oder die in eine gegengleich geformte Aufnahme des anderen Verbindungselements einsetzbar ist. Der Keil oder die Pyramide kann beispielsweise an dem Verdeckkastendeckel angebracht sein, wobei die Spitze zur Karosseriestruktur, im Wesentlichen nach unten, weist. Das andere Verbindungselement kann dazu eine gegengleich zu dem Keil oder der Pyramide geformte Aufnahme in oder an der Karosserie aufweisen.
-
Die benötigte starre Lagerung des Verdeckkastendeckels ergibt sich bereits, wenn lediglich drei Befestigungspunkte vorhanden sind. Vorzugsweise sind jedoch vier Befestigungspunkte zwischen dem Verdeckkastendeckel und der Karosseriestruktur vorgesehen, die sich an den Ecken und/oder Rändern des Verdeckkastendeckels befinden.
-
Um einen sicheren Halt des Verdeckkastendeckels zu garantieren, kann es vorgesehen sein, dass dem Keil oder der Pyramide ein an der Aufnahme angebrachtes Verriegelungselement zugeordnet ist. Das Verriegelungselement kann beispielsweise als schwenkbarer Hebel ausgebildet sein, der manuell oder durch einen elektromechanischen Aktuator schwenkbar ist. Zum Öffnen des Verdeckkastendeckels wird dann zunächst das Verriegelungselement betätigt, wodurch die Verriegelung gelöst wird, anschließend kann der Verdeckkastendeckel aus seiner Ruhestellung in eine geöffnete Stellung bewegt, insbesondere verschwenkt werden.
-
Eine alternative Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Karosseriestruktur kann vorsehen, dass das erste Verbindungselement einen Schließbügel umfasst, dem ein bewegbares oder schwenkbares Verriegelungselement des anderen Verbindungselements zugeordnet ist. Das Verriegelungselement kann beispielsweise als schwenkbarer Haken ausgebildet sein. Das Verriegelungselement kann manuell oder mittels eines elektromechanischen Aktuators betätigt werden.
-
Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Karosseriestruktur sieht vor, dass das erste Verbindungselement eine Ausnehmung aufweist, in die ein Bolzen des zweiten Verriegelungselements einsetzbar und verrastbar ist. Die Ausnehmung kann beispielsweise karosserieseitig und der Bolzen beispielsweise verdeckkastendeckelseitig angeordnet sein. Das Verrasten kann beispielsweise mittels Kugeln erfolgen, die in der Ausnehmung angeordnet sind und dem Bolzen mit einer Axialkraft beaufschlagen, so dass ein selbsttätiges Lösen verhindert wird.
-
Eine weitere alternative Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Karosseriestruktur sieht vor, dass das erste und das zweite Verbindungselement durch Magnetkraft gekoppelt sind, wobei ein Verbindungselement einen Permanentmagnet oder einen Elektromagnet aufweist. Das andere Verbindungselement besteht vorzugsweise aus einem ferromagnetischen Werkstoff, der von dem Permanentmagnet oder dem Elektromagnet angezogen wird.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
-
1 ein Detail einer erfindungsgemäßen Karosseriestruktur für ein Cabriolet mit einem Verdeckkastendeckel;
-
2 eine perspektivische Ansicht eines als Schloss ausgebildeten Befestigungspunkts;
-
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines als Schloss ausgebildeten Befestigungspunkts;
-
4 eine Seitenansicht des in 3 gezeigten Befestigungspunkts;
-
5 eine geschnittene Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines als Schloss ausgebildeten Befestigungspunkts;
-
6 eine axiale Ansicht des in 6 gezeigten Befestigungspunkts;
-
7–9 Komponenten eines als Schloss ausgebildeten Befestigungspunkts gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel; und
-
10 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines als Schloss ausgebildeten Befestigungspunkts.
-
1 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt ein Detail einer Karosseriestruktur 1 eines Cabriolets mit einem Verdeckkastendeckel 2. Die Karosseriestruktur 1 und der Verdeckkastendeckel 2 sind über insgesamt vier Befestigungspunkte 3, 4, 5, 6 gekoppelt. Die Befestigungspunkte 3, 4 sind dabei jeweils als Scharnier ausgebildet, wodurch eine Drehung des Verdeckkastendeckels 2 um eine Achse ermöglicht wird, die durch die Verbindungslinie der Befestigungspunkte 3, 4 definiert wird. Die Befestigungspunkte 5, 6 sind jeweils als Schloss ausgebildet, bei eingefahrenem Verdeck und geschlossenem Verdeckkastendeckel 2 ist der Verdeckkastendeckel 2 fest, jedoch lösbar mit der Karosseriestruktur 1 verbunden. Zum Öffnen des Verdeckkastendeckels und zum Ausfahren des Verdecks werden die als Schloss ausgebildeten Befestigungspunkte 5, 6 geöffnet.
-
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines als Schloss ausgebildeten Befestigungspunkts. Der Befestigungspunkt umfasst ein erstes, an dem Verdeckkastendeckel 2 angebrachtes Verbindungselement, das als Keil 7 ausgebildet ist. Der Keil 7 weist eine zur Karosseriestruktur 1, das heißt nach unten gerichtete Spitze auf, die Karosseriestruktur 1 umfasst eine Aufnahme 8, die gegengleich zu dem Keil 7 geformt ist. Dementsprechend wird der Keil 7 durch eine Schließbewegung des Verdeckkastendeckels 2 in die Aufnahme 8 eingeführt. In 2 erkennt man, dass dem Keil 7 ein Verriegelungselement zugeordnet ist, das als schwenkbarer Hebel 9 ausgebildet ist. Der gebogene, schwenkbare Hebel 9 ist an der karosseriestrukturseitigen Aufnahme 8 schwenkbar gelagert. Von dem Keil 7 erstreckt sich orthogonal ein Zylinder 10, an dem der Hebel 9 in dem in 2 gezeigten verriegelten Zustand anliegt. Das als Hebel 9 ausgebildete Verriegelungselement verhindert somit im verriegelten Zustand eine Öffnungsbewegung des Keils 7 und somit des Schlosses und des Verdeckkastendeckels 2. Der Hebel 9 kann entweder manuell oder mittels eines elektromechanischen Aktuators (nicht gezeigt) von der in 2 gezeigten verriegelten Stellung in eine entriegelte Stellung geschwenkt werden.
-
Die 3 und 4 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiels eines als Schloss ausgebildeten Befestigungspunkts. Ein erstes Verbindungselement umfasst einen Schließbügel 11, der als gebogener Zylinder ausgebildet ist und über Halterungen 12, 13 an einer Halteplatte 14 angebracht ist, die wiederum fest mit dem Verdeckkastendeckel 2 verbunden ist.
-
Dem Schließbügel 11 ist als weiteres Verbindungselement ein Verriegelungshaken 15 zugeordnet, der in dem gezeigten verriegelten Zustand den Schließbügel 11 umgreift. Der Verriegelungshaken 15 ist an der Karosseriestruktur 1 um eine Drehachse 16 drehbar gelagert. An einem Ende weist der Verriegelungshaken 15 eine gelenkig angebrachte Stange 17 auf, die manuell oder mittels eines elektromechanischen Aktuators (nicht gezeigt) betätigbar ist. Wenn über die Stange 17 eine Längskraft übertragen wird, wird der Verriegelungshaken 15 aus der in den 3 und 4 gezeigten verriegelten Stellung in eine entriegelte Stellung verschwenkt. Die beiden als Verriegelungshaken 15 und Schließbügel 11 ausgebildeten Verriegelungselemente erzeugen eine starre Kopplung mehrerer Freiheitsgrade zwischen der Karosseriestruktur 1 und dem Verdeckkastendeckel 2.
-
Die 5 und 6 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Befestigungspunkts, wobei ein erstes Verbindungselement, das an der Karosseriestruktur 1 befestigt ist, eine Ausnehmung 18 aufweist, in die ein Bolzen 19 eines zweiten Verbindungselements einsetzbar und ”verrastbar ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Bolzen 19 an dem Verdeckkastendeckel 2 angeordnet. Der Bolzen 19 weist einen kreisförmigen Querschnitt und eine Spitze an seinem freien Ende auf. Die im Wesentlichen zylinderförmige Ausnehmung 18 ist von einer Halterung 20 umgeben, die axial bewegbar ist. In den 5 und 6 erkennt man, dass zwischen der Halterung 20 und der Ausnehmung 18 mehrere als Kugeln ausgebildete Klemmkörper 21 vorgesehen sind, die zwischen der Halterung 20 und der Außenseite des Bolzens 19 geklemmt sind. Die Klemmung wird durch eine axiale Verschiebung der Halterung 20 bewirkt, die an die kugelförmigen Klemmkörper 21 angepasste Ausnehmungen 22 aufweist. Im geklemmten Zustand ist der Bolzen 19 in der Ausnehmung 18 beziehungsweise in der Halterung 20 verrastet, so dass ein selbsttätiges Lösen nicht möglich ist. Die Ausnehmung 18 bildet zusammen mit dem Bolzen 19 einen Befestigungspunkt, bei dem mehrere Freiheitsgrade unterdrückt sind, wodurch eine starre Kopplung erzeugt wird.
-
Die 7, 8 und 9 zeigen Komponenten eines als Schloss ausgebildeten Befestigungspunkts gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
-
7 zeigt einen Außenkörper 23, der im montierten Zustand an einem Verdeckkastendeckel angeordnet ist. In 7 erkennt man, dass der Außenkörper 23 eine Platte 24 umfasst, von der sich senkrecht zur Plattenebene Halterungen 25, 26 erstrecken, in denen jeweils ein Schließkeil 27, 28 angeordnet ist. 9 zeigt die beiden Schließkeile 27, 28 in einer perspektivischen Ansicht. Die Schließkeile 27, 28 weisen an ihren Außenseiten schräg beziehungsweise keilförmig angeordnete Flächen 29, 30 auf, die sowohl an der oberen Hälfte als auch der unteren Hälfte der Schließteile 27, 28 ausgebildet sind und deren Form und Winkel an die Innenflächen der Halterungen 25, 26 des Außenkörpers 23 des Schlosses angepasst sind. Im montierten Zustand sind die beiden Schließkeile 27, 28 in den Außenkörper 23 eingesetzt, so dass die Keilflächen der Schließkeile 27, 28 an den im Wesentlichen gegengleich geformten Anlageflächen der Halterung 25, 26 anliegen. Die Schließkeile 27, 28 berühren somit die entsprechenden Gegenflächen der Halterung 25, 26 formschlüssig. Die beiden in 9 eingezeichneten Doppelpfeile 31 geben die Bewegungsrichtung der Schließkeile 27, 28 an.
-
In 9 erkennt man, dass der Schließkeil 27 eine Ausnehmung 32 und der Schließkeil 28 eine Ausnehmung 33 aufweist. Die Ausnehmungen 32, 33 weisen jeweils einen Hinterschnitt auf und sind symmetrisch zueinander ausgebildet. In 9 erkennt man, dass sich der Querschnitt der Ausnehmungen 32, 33 in Dickenrichtung ändert, da schräge beziehungsweise keilförmige Flächen beziehungsweise Abschnitte vorhanden sind.
-
Die Ausnehmungen 32, 33 sind so geformt, dass ein in 8 in einer perspektivischen Ansicht gezeigter Schieber 34 in die Ausnehmungen 32, 33 eingesetzt beziehungsweise verfahren werden kann. Der Schieber 34 weist eine zentrale Befestigungsöffnung 35 auf, die zum Befestigen einer Spindel dient, die mittels eines Elektromotors antreibbar ist.
-
Die Funktion des in den 7, 8 und 9 gezeigten Schlosses ist wie folgt: Die beiden Schließkeile 27, 28 befinden sich in dem Außenkörper 23 des Schlosses und liegen an entsprechenden Flächen der Halterungen 25, 26 an. Der Außenkörper 23 ist an dem Verdeckkastendeckel befestigt, die beiden Schließkeile 27, 28 sowie der zugehörige Schieber 34 sind karosserieseitig angebunden. Grundsätzlich ist jedoch auch eine umgekehrte Anbringung möglich.
-
Um die gewünschte Kopplung von Freiheitsgraden zu erzielen, wird der Schieber 34 entlang des Doppelpfeils 36 mittels des elektrischen Antriebsmotors durch Drehen der Spindel so verfahren, dass er mit seinem Profil 37 in die entsprechenden Ausnehmungen 32, 33 der Schließkeile 27, 28, die gegengleich zu dem Profil 37 ausgebildet sind, eingreift. Da der Schieber 34 konisch ausgebildet ist, werden die Schließkeile 27, 28 bei der Bewegung des Schiebers 34 nach außen, in Richtung der Halterungen 25, 26 des Außenkörpers 23 bewegt und gegen die entsprechenden Flächen des Außenkörpers 23 gepresst. Dadurch entsteht einerseits ein Formschluss zwischen dem Schieber 34 und den Schließkeilen 27, 28 und zusätzlich ein Formschluss zwischen den Außenflächen 29, 30 der Schließkeile 27, 28 und den entsprechenden Gegenflächen der Halterungen 25, 26 des Außenkörpers 23 des Schlosses. Dadurch sind alle translatorischen und rotatorischen Freiheitsgrade gekoppelt. In diesem Ausführungsbeispiel kann der Außenkörper 23 vertikal verfahren werden, wie durch den Doppelpfeil 38 angedeutet ist.
-
10 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines als Schloss ausgebildeten Befestigungspunkts. Das Schloss umfasst einen zylinderförmig ausgebildeten Schlossbügel 39, der in eine hohl ausgebildete Aufnahme 40 einsetzbar ist, die in diesem Ausführungsbeispiel als Hohlzylinder ausgebildet ist. Am Grund des Hohlzylinders 40 ist ein Permanentmagnet 41 angeordnet, der eine Anziehungskraft auf den ferromagnetischen Schlossbügel 39 ausübt. Somit berührt das äußere Ende des Schlossbügels 39 den Permanentmagnet 41, wodurch eine starre Kopplung erzeugt wird.
