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Die
Erfindung bezieht sich auf ein zwischen einer Schließ- und einer Öffnungsposition
verstellbares Fahrzeugverdeck nach dem Oberbegriff des Anspruches
1.
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In
der Druckschrift
DE
43 04 028 A1 wird ein als Softtop ausgebildetes Fahrzeugverdeck
mit einem Rahmengestänge
und einem Verdeck-Bezugstoff beschrieben, das zwischen einer den
Fahrzeuginnenraum überdeckenden
Schließposition
und einer Öffnungsposition
zu verstellen ist, in welcher das Verdeck in einem heckseitigen
Ablagekasten verstaut ist. Das Rahmengestänge, welches Träger des Verdeck-Bezugstoffes
ist, umfasst eine Mehrzahl von Gestänge- bzw. Verdeckteilen, die
untereinander bzw. gegenüber
der Fahrzeugkarosserie schwenkbeweglich gehalten sind. Das Fahrzeugverdeck
ist mit Hilfe eines Stellantriebes zwischen seiner Schließposition
und seiner Öffnungsposition
zu verstellen.
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Das
Verdeckgestänge
umfasst einen vorne liegenden, sich in Querrichtung erstreckenden
Dachrahmen, welcher in Schließposition
des Verdecks an einem Windschutzscheibenrahmen anliegt und mit diesem
verriegelt ist. Beim Schließvorgang
des Verdecks wird der vordere Dachrahmen um eine Schwenkachse, über die
der vordere Dachrahmen mit einem weiteren Gestängeteil des Rahmengestänges gekoppelt
ist, um einen Winkelbetrag von etwa 180° aus der Öffnungsposition in die Schließposition nach
vorne verschwenkt, was zur Folge hat, dass der Dachrahmen sich mit
einer etwa vertikalen Bewegungskomponente von oben an den Windschutzscheibenrahmen
annähert.
Die Verriegelungseinrichtung, über
die der Dachrahmen am Windschutzscheibenrahmen zu arretieren ist,
muss dementsprechend in der Weise ausgerichtet sein, dass der sich
von oben annähernde
Dachrahmen mit der erforderlichen Einlauftoleranz aufgenommen werden
kann. Einlauftoleranzen in Längsrichtung
können
dagegen dazu führen,
dass die Verriegelungseinrichtung am Windschutzscheibenrahmen vom
Dachrahmen nicht getroffen wird, so dass die Schließposition
manuell justiert werden muss.
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Ein
weiteres Problem dieser Ausführung
liegt in der verhältnismäßig hohen
Annäherungsgeschwindigkeit
des Dachrahmens an den Windschutzscheibenrahmen, was zu einem Aufschlagen
des Dachrahmens am Windschutzscheibenrahmen führt. Die hierbei auftretenden
hohen Kräfte
können
zu Deformationen am Verdeck bzw. an der Verriegelungseinrichtung
führen.
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Des
Weiteren ist nachteilig, dass das Fahrzeugverdeck beim Überführungsvorgang
zwischen Schließ-
und Öffnungsposition
eine hohe Hüllkurve aufweist,
die insbesondere durch die 180°-Schwenkbewegung des
vorderen Dachrahmens zustande kommt. Wird das Fahrzeugverdeck beispielsweise
in Garagen mit niedrig hängenden
Decken geöffnet oder
geschlossen, kann der vordere Dachrahmen mit der Garagendecke kollidieren.
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Aus
der Druckschrift
DE
196 42 154 A1 ist ein dreiteiliges Hardtop-Fahrzeugdach
mit einem vorderen, einem mittleren und einem hinteren Dachteil bekannt.
Die Dachteile sind als kinematische Kette aneinander gekoppelt,
wobei das hintere Dachteil schwenkbar mit der Fahrzeugkarosserie
verbünden, das
mittlere Dachteil über
eine Viergelenkkinematik mit dem hinteren Dach teil verbunden und
das vordere Dachteil über
ein Drehgelenk schwenkbar am mittleren Dachteil gehalten ist. Zur
Bewegungsübertragung
ist zwischen den Relativkinematiken von vorderem zum mittleren bzw.
vom mittleren zum hinteren Dachteil ein Steuerlenker angeordnet,
der einenends schwenkbar mit einem Hebel der Relativ-Viergelenkkinematik
zwischen mittlerem und hinterem Dachteil und anderenends schwenkbar
mit dem vorderen Dachteil gekoppelt ist. Die Bewegung der Relativ-Viergelenkkinematik
zwischen mittlerem und hinterem Dachteil wird über den Steuerhebel auf das vordere
Dachteil übertragen,
das daraufhin eine zwangsgeführte
Bewegung ausführt.
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Da
der Steuerhebel an der Relativ-Viergelenkkinematik zwischen mittlerem
und hinterem Dachteil angreift und diese Relativ-Viergelenkkinematik primär für die Relativbewegung
des mittleren Dachteiles gegenüber
dem hinteren Dachteil verantwortlich ist, unterliegt der Steuerhebel
Einschränkungen
hinsichtlich des Hebelverhältnisses
und damit der Wirksamkeit bei der Bewegungsübertragung auf das vordere
Dachteil. Ein optimales Hebelverhältnis für die Bewegungserzeugung des
vorderen Dachteiles kann nicht sicher gewährleistet werden.
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Der
Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein verstellbares Fahrzeugverdeck
anzugeben, dessen vorderes Verdeckteil beim Schließen des
Daches sich mit verhältnismäßig geringer
Geschwindigkeit an den Windschutzscheibenrahmen annähert und
außerdem
eine flache Bewegungsbahn aufweist.
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Dieses
Problem wird erfindungsgemäß mit den
Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Die Unteransprüche
geben zweckmäßige Weiterbildungen
an.
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Das
erfindungsgemäße Fahrzeugverdeck weist
ein vorderes, ein mittleres und ein hinteres Verdeckteil auf, wobei
das hintere Verdeckteil schwenkbar mit der Fahrzeugkarosserie und
das mittlere Verdeckteil sowohl mit dem vorderen als auch mit dem hinteren
Verdeckteil schwenkbar gekoppelt ist, so dass die Verdeckteile eine
kinematische Kette bilden. Über
einen Steuerlenker ist die Schwenkbewegung des hinteren Verdeckteiles
in eine Schwenkbewegung des vorderen Verdeckteils zu übertragen.
Dieser Steuerlenker ist schwenkbar mit einer Steuerkinematik zwischen
hinterem Verdeckteil und mittlerem Verdeckteil gekoppelt.
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Diese
Ausführung
erlaubt eine präzise,
steuerbare Schwenkbewegung des vorderen Dachteiles in Abhängigkeit
der Ausführung
bzw. der Bewegung der Steuerkinematik zwischen mittlerem und hinterem
Verdeckteil. Im Unterschied zu Ausführungen aus dem Stand der Technik,
in denen der Steuerlenker unmittelbar am hinteren Verdeckteil schwenkbar gekoppelt
ist, kann bei der erfindungsgemäßen Ausführung eine
Bewegungs- und Hüllkurve
des vorderen Verdeckteiles eingestellt werden, die den Anforderungen
im Hinblick auf eine niedrige Bewegungsbahn, eine flache Annäherung an
den Windschutzscheibenrahmen und insbesondere auch an eine niedrige
Annäherungsgeschwindigkeit
erfüllt.
Die Steuerkinematik führt
in Abhängigkeit
von der Stellbewegung des Fahrzeugverdecks eine zwangsgeführte Bewegung
aus, welche als Antriebsbewegung auf den Steuerlenker wirkt und über den
Steuerlenker auf das vordere Verdeckteil übertragen wird. Über die Steuerkinematik
ist insbesondere eine nichtlineare Umsetzung der Schwenkbewegung
des hinteren Verdeckteiles in eine Schwenk- bzw. Steuerbewegung der Steuerkinematik
zu erreichen, so dass beim Schließen des Verdecks vorteilhaft
das vordere Verdeckteil bereits in einer frühen Bewegungsphase nach vorne
geklappt wird und bei Annäherung
an den Windschutzscheibenrahmen bereits im Wesentlichen seine endgültige, horizontale
Schließposition
erreicht hat und in dieser horizontalen Position in die Verriegelungsvorrichtung
eingefahren wird. Die Hüllkurve des
Daches verläuft
erheblich flacher als im Stand der Technik, da die Schwenkbewegung
des vorderen Verdeckteiles bereits zu einem Zeitpunkt durchgeführt werden
kann, in welchem das Fahrzeugverdeck nur teilweise aus seiner Öffnungsposition
herausgehoben ist. Zu dem Zeitpunkt, in welchem das hintere Verdeckteil
seine höchste
Position erreicht, befindet sich das vordere Verdeckteil bereits
in seiner annähernd
horizontalen Position.
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Auch
die Annäherungsgeschwindigkeit
des vorderen Verdeckteiles an den Windschutzscheibenrahmen ist auf
Grund der flachen Annäherung
mit einer näherungsweise
horizontalen Bewegungskomponente herabgesetzt, wodurch geringere
Kräfte
beim Auftreffen des vorderen Verdeckteiles an den Windschutzscheibenrahmen
auftreten.
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Die
Steuerkinematik ist vorteilhaft als Mehrgelenkkinematik ausgeführt, die
einen drehbar mit dem hinteren Verdeckteil verbundenen Koppellenker sowie
einen drehbar mit dem mittleren Verdeckteil gekoppelten Abtriebslenker
umfasst, welcher schwenkbar mit dem Steuerlenker verbunden ist und die
Schwenkbewegung des hinteren Verdeckteiles in eine Steuerbewegung
für den
Steuerlenker umsetzt. Die Steuerkinematik ist hierbei insbesondere
als Viergelenkkinematik ausgeführt,
wobei ein Abschnitt am hinteren Verdeckteil zwischen dem Drehgelenk des
mittleren Verdeckteils am hinteren Verdeckteil und dem Drehgelenk
des Koppellenkers am hinteren Verdeckteil einen Antriebslenker bildet. Über die
konstruktive Ausführung
der Mehrgelenkkinematik, insbesondere die Dimensionierung der an
der Mehrgelenkkinematik beteiligten Lenker, kann das gewünschte Bewe gungsverhalten
des vorderen Verdeckteiles eingestellt werden. Hierbei hat es sich
als vorteilhaft erwiesen, dass der Abtriebslenker der Mehrgelenkkinematik,
welcher unmittelbar mit dem Steuerlenker gekoppelt ist, über Kreuz
zum Antriebslenker steht, welcher in bevorzugter Ausführung durch
einen Abschnitt des hinteren Verdeckteiles gebildet wird. Mittels
der Über-Kreuz-Ausführung ist
es insbesondere möglich,
das vordere Verdeckteil beim Schließen des Daches zu einem frühen Zeitpunkt
in seine Schließposition
zu verschwenken und im weiteren Verlauf der Stellbewegung des Fahrzeugverdeckes
annähernd
in dieser Position relativ zum mittleren Verdeckteil zu halten.
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Auf
der dem vorderen Verdeckteil benachbarten Seite greift der Steuerlenker
zweckmäßig an einer
Viergelenkkinematik an, über
die das vordere Verdeckteil mit dem mittleren Verdeckteil verbunden ist.
Die Viergelenkkinematik bindet den Schwenkfreiheitsgrad des vorderen
Verdeckteiles gegenüber dem
mittleren Verdeckteil, so dass bei einer über die Verstelleinrichtung
des Daches ausgelöste
Schwenkbewegung des hinteren, an die Fahrzeugkarosserie gekoppelten
Verdeckteiles eine zwangsgeführte
Bewegung des vorderen Verdeckteiles einzustellen ist.
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Die
erfindungsgemäße Ausführung kann
sowohl bei einem Softtop als auch bei einem Hardtop eingesetzt werden.
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Weitere
Vorteile und zweckmäßige Ausführungen
sind den weiteren Ansprüchen,
der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
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1a ein Fahrzeugverdeck mit
einer Mehrzahl kinematisch gekoppelte Verdeckteile, dargestellt in
einer Zwischenposition zu Beginn der Schließbewegung beim Überführen des
Daches von Öffnungs- bzw.
Ablageposition in die Schließposition,
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1b eine Ausschnittvergrößerung der
in 1a mit Ib bezeichneten
Kinematik zwischen hinterem und mittlerem Verdeckteil,
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2a das Fahrzeugverdeck in
einer weiter fortgeschrittenen Zwischenposition kurz vor Erreichen
der Schließstellung,
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2b das Detail IIb aus 2a in vergrößerter Darstellung,
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3a das Fahrzeugverdeck in
Schließposition,
in der das vordere Verdeckteil an einem Windschutzscheibenrahmen
festgelegt ist,
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3b das Detail IIIb aus 3a in vergrößerter Darstellung.
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In
den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Das
in 1a dargestellte Fahrzeugverdeck 1 – ein Softtop
mit einem Verdeckgestänge
und einem vom Verdeckgestänge
getragenen Bezugstoff oder ein Hardtop mit in sich starren Dachteilen – umfasst
ein vorderes Verdeckteil 2, ein mittleres Verdeckteil 3 sowie
ein hinteres Verdeckteil 4. Im Falle eines Softtops ist
das vordere Verdeckteil 2 als vorderer Dachrahmen ausgeführt, an
dem eine vordere Dachkappe fest angeordnet ist, die in Schließposition des
Fahrzeugverdeckes 1 an einem Windschutzscheibenrahmen arretiert
wird. In 1a ist das Fahrzeugverdeck 1 in
einer Zwischenposition bei der Überführung von
einer heckseitigen Ablage- bzw. Öffnungsposition
in die Schließposition
dargestellt.
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Das
vordere Verdeckteil 2 ist über ein Gelenk 8 schwenkbar
mit dem mittleren Verdeckteil 3 verbunden, welches über ein
weiteres Gelenk 9 schwenkbar mit dem hinteren Verdeckteil 4 gekoppelt
ist. Das Verdeckteil 4 ist über ein Gelenk 10 schwenkbar
mit der Fahrzeugkarosserie verbunden. Die Überführung des Fahrzeugverdecks
zwischen Schließ-
und Offenposition erfolgt mit Hilfe einer Verstellkinematik 6,
die von einem in 1a nicht
dargestellten Aktuator beaufschlagt wird, wobei die Verstellkinematik 6 einen
karosserieseitig angelenkten Hauptlenker 7 umfasst, welcher
etwa parallel zu dem als Hauptsäule
ausgebildeten hinteren Verdeckteil 4 angeordnet ist. Der
Hauptlenker 7 ist an seinem einen Ende über ein Gelenk 12 schwenkbar
mit einem Verlängerungsabschnitt 11 gekoppelt,
welcher einteilig und fest mit dem mittleren Verdeckteil 3 verbunden ist.
Im Bereich dieses Verlängerungsabschnittes 11 befindet
sich auch das Gelenk 9, über das das mittlere Verdeckteil 3 drehbar
mit hinteren Verdeckteil 4 gekoppelt ist. Die Verstellkinematik 6 ist
als Viergelenkkinematik ausgebildet und umfasst das karosserieseitige
Gelenk 10 des hinteren Verdeckteiles 4, das Gelenk 9 zwischen
mittlerem und hinterem Verdeckteil, das Gelenk 12 zwischen
Verlängerungsabschnitt 11 und
Hauptlenker 7 sowie das Gelenk 13 zwischen Hauptlenker 7 und
Fahrzeugkarosserie.
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Das
vordere Verdeckteil 2 ist über eine Viergelenkkinematik
mit dem mittleren Verdeckteil 3 gekoppelt, wobei die Viergelenkkinematik
zusätzlich
zu dem Gelenk 8 zwischen vorderem und mittlerem Verdeckteil
zwei Lenker 14 und 15 umfasst, von denen der Lenker 14 über ein
Gelenk 16 drehbar mit dem vorderen Verdeckteil, der Lenker 15 über ein
Gelenk 18 mit dem mittleren Verdeckteil und die beiden
Lenker 14 und 15 untereinander über ein
Gelenk 17 verbunden sind.
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Die
Bewegung des vorderen Verdeckteiles 2 wird in Abhängigkeit
von der Stellbewegung des hinteren Verdeckteiles 4 über einen
Steuerlenker 19 gesteuert, der einenends am Gelenk 17 zwischen
den Lenkern 14 und 15 der Viergelenkkinematik
zwischen vorderem und mittlerem Verdeckteil und anderenends gelenkig
an einer Steuerkinematik 20 angreift, die zwischen mittlerem
Verdeckteil 3 und hinterem Verdeckteil 4 angeordnet
ist und als Mehrgelenkkinematik ausgeführt ist. Die Steuerkinematik 20 wird
im Folgenden an Hand der Ausschnittvergrößerung gemäß 1b beschrieben.
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Die
Steuerkinematik 20 umfasst einen Koppellenker 21,
welcher über
ein Gelenk 25 schwenkbar mit dem hinteren Verdeckteil 4 verbunden
ist, sowie einen Abtriebslenker 22, der über ein
Gelenk 26 schwenkbar mit dem Verlängerungsabschnitt 11 am mittleren
Verdeckteil 3 verbunden ist, wobei Koppellenker 21 und
Abtriebslenker 22 über
ein weiteres Gelenk 24 miteinander drehbar verbunden sind.
Der Steuerlenker 19 greift über ein Gelenk 23 am
Abtriebslenker 22 an.
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Die
Steuerkinematik 20 ist als Viergelenkkinematik ausgeführt und
umfasst neben dem Koppellenker 21 und dem Antriebslenker 22 einen
Antriebslenker, welcher als der zwischen den Gelenken 9 und 25 liegende
Abschnitt des hinteren Verdeckteiles 4 ausgebildet ist.
Insgesamt ist die Steuerkinematik 20 von den Gelenken 9 zwischen
mittlerem und hinterem Verdeckteil 3 bzw. 4, 25 zwischen
hinterem Verdeckteil 4 und Koppellenker 21, 24 zwischen
Koppellenker 21 und Abtriebslenker 22, sowie 26 zwischen Abtriebslenker 22 und
Verlängerungsabschnitt 11 am mittleren
Verdeckteil 3 gebildet. Das Gelenk 9 zwischen
mittlerem und hinterem Verdeckteil ist somit sowohl Bestandteil
der Steuerkinematik 20 als auch Bestandteil der Verstellkinematik 6 zur
Verstellung des Fahrzeugdaches zwischen Schließ- und Öffnungsposition.
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Die
Steuerkinematik 20 ist als Über-Kreuz-Kinematik ausgeführt, in
welcher der Antriebslenker 22 über Kreuz zum Antriebslenker
steht, welcher von dem Abschnitt des hinteren Verdeckteiles 4 zwischen
den Gelenken 9 und 25 gebildet ist.
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Die
Steuerkinematik 20 führt
eine zwangsgesteuerte Bewegung in Abhängigkeit von der über die Verstellkinematik 6 des
Fahrzeugverdeckes ausgelösten
Stellbewegung der Dachteile aus. Die Steuerkinematik 20 ermöglicht eine
nichtlineare Bewegungsumsetzung der Schwenkbewegung des hinteren
Verdeckteiles 4 um dessen karosserieseitiges Gelenk 10 in
eine Steuerbewegung des Steuerlenkers 19, über den
die Schwenkbewegung des vorderen Verdeckteiles 2 um sein
Gelenk 8 zum mittleren Verdeckteil 3 auf das vordere
Verdeckteil 2 übertragen
wird.
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Es
ist insbesondere möglich,
zu Beginn der Schließbewegung
beim Anheben des Verdeckes aus der Öffnungsposition heraus das
vordere Verdeckteil 2 aus seiner Öffnungsposition, in der das
vordere Verdeckteil 2 auf dem mittleren Verdeckteil 3 parallel aufliegt,
um annähernd
180° in
die Schließposition
zu verschwenken, in welcher vorderes Verdeckteil 2 und mittleres
Verdeckteil 3 etwa in einer gemeinsamen Dachebene liegen.
Diese Position des vorderen Verdeckteiles 2 kann bereits
zu einem Zeitpunkt der Überführungsbewegung
des gesamten Verdeckes erreicht werden, in welcher sich mittleres
Verdeckteil 3 und hinteres Verdeckteil 4 noch
in einer Zwischenposition zwischen Öffnungs- und Schließstellung befinden. Der Vorteil
dieser vergleichsweise schnellen Überführungsbewegung des vorderen
Verdeckteiles 2 gegenüber
der langsameren Verstellbewegung von mittlerem Verdeckteil 3 und
hinterem Verdeckteil 4 liegt in einer insgesamt flacheren
Hüllkurve,
welche in 1a mit Bezugszeichen 27 bezeichnet
ist, gegenüber
einer dem Stand der Technik entsprechenden Hüllkurve 28, die vergleichsweise
hoch verläuft. Die flachere
Hüllkurve 27 kommt
dadurch zustande, dass das vordere Verdeckteil 2 seine
Aufschwenkbewegung zum Erreichen der Schließposition bereits zu einem
frühen
Zeitpunkt durchschreitet, in welchem das hintere Verdeckteil 4 erst
um einen relativ geringen Winkelbetrag aus der Öffnungsposition heraus aufgestellt
ist.
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Die 2a und 2b stellen das Fahrzeugverdeck 1 bzw.
die Steuerkinematik 20 in einem weiter fortgeschrittenen Übergangsstadium
bei der Überführung von Öffnungs-
in Schließposition
dar. Das vordere Verdeckteil 2 hat bereits beinahe seine Schließposition
im Vergleich zum mittleren Verdeckteil 3 erreicht, wohingegen
das hintere Verdeckteil 4 sowie das mittlere Verdeckteil 3 sich
noch in einer vergleichsweise weiter zurückliegenden Position befinden.
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Die 3a und 3b zeigen die Schließposition, in welcher das vordere
Verdeckteil 2 bzw. die am vorderen Verdeckteil angeordnete
Dachkappe 5 am Windschutzscheibenrahmen 29 festgelegt
und mit diesem verriegelt sind. Die in Hüllkurve 27 eingetragenen
Punkte stellen die Position des vorderen Abschnittes des vorderen
Verdeckteiles 2 in verschiedenen äquidistanten Zeit- bzw. Bewegungspunkten
bei der Überführung von Öffnungs-
in Schließposition dar.
Bei Erreichen der Schließposition
nimmt der Abstand zwischen den Bewegungspunkten immer weiter ab,
was eine geringer werdende Annäherungsgeschwindigkeit
an den Windschutzscheibenrahmen 29 bedeutet. Außerdem geht
die Hüllkurve 27 im
Vergleich Zur dem Stand der Technik entsprechenden Hüllkurve 28 bei
Annäherung
an die Schließposition in
eine näherungsweise
horizontale Bewegungsbahn über,
was zur Folge hat, dass das vordere Verdeckteil 2 sich
annähernd
horizontal dem Windschutzscheibenrahmen nähert und etwa waagerecht in
die Verriegelungseinrichtung am Windschutzscheibenrahmen auftrifft.
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Wie 3a weiterhin zu entnehmen,
sind am vorderen und bzw. hinteren Verdeckteil 2 bzw. 4 Querbügel 30 und 31 angeordnet,
die sich in Querrichtung des Fahrzeugverdeckes erstrecken und Träger des
Verdeck-Bezugstoffes sind.