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Die Erfindung bezieht sich auf ein
Hardtop-Fahrzeugdach mit mindestens zwei starren Dachteilen nach
dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Die Druckschrift
DE 196 42 153 A1 offenbart ein
Hardtop-Fahrzeugdach
mit insgesamt drei hintereinander liegenden, eine kinematische Kette
bildenden starren Dachteilen, die zwischen einer den Fahrzeuginnenraum überdeckenden
Schließposition
und einer heckseitigen Ablageposition zu verstellen sind. Das hintere
Dachteil ist über
eine Stellkinematik an die Fahrzeugkarosserie gekoppelt, das mittlere Dachteil
hängt über eine
Relativkinematik am hinteren Dachteil und das vordere Dachteil über eine
weitere Relativkinematik am mittleren Dachteil. In Schließposition
bilden die in Fahrzeuglängsrichtung hintereinander
liegenden Dachteile eine gemeinsame Dachaußenhaut. Um zu vermeiden, dass
bei höheren
Fahrgeschwindigkeiten ein durch den Fahrtwind erzeugter, auf der
Dachaußenseite
angreifender Unterdruck zu einem Anheben der Dachteile führt, sind
die Dachteile untereinander in Schließposition über Rastverbinder gekoppelt,
welche eine Relativschwenkbewegung zwischen den Dachteilen verhindern
soll. Bei diesen Rastverbindern handelt es sich um einfache Rasthaken,
die an einem Dachteil befestigt sind und in der Schließposition
einen Bolzen am jeweils benachbarten Dachteil hintergreifen.
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Die Rastverbinder sind zwar in der
Lage, ein unerwünschtes
Anheben von Dachteilen bei höheren Fahrgeschwindigkeiten
zu verhindern. Die Rastverbinder verbessern jedoch nur bei einer
entsprechend groß dimensionierten
Ausführung
die Gesamtstabilität
des Fahrzeugdaches. Insbesondere im Falle eines Fahrzeugüberschlages
besteht jedoch die Gefahr, dass das Fahrzeugdach eingedrückt wird
und die Fahrzeuginsassen Verletzungen erleiden.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die
Fahrzeugsicherheit bei mehrteiligen Hardtop-Fahrzeugdächern zu
verbessern und das Verletzungsrisiko für die Fahrzeuginsassen zu verringern.
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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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Als Verbindungselement zwischen benachbarten
Dachteilen in Schließposition
wird erfindungsgemäß ein Verriegelungsbolzen
eingesetzt, der sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckt und über eine
Antriebseinheit, welche insbesondere unabhängig von der Stellkinematik
des Fahrzeugdaches ausgeführt und
betätigbar
ist, in Fahrzeuglängsrichtung
zwischen Verriegelungsposition und Entriegelungsposition zu verschieben
ist. Der sich in Längsrichtung
erstreckende Verriegelungsbolzen übt eine Doppelfunktion aus:
Zum einen wird eine Relativbewegung zwischen benachbarten Dachteilen
verhindert, wodurch ein unerwünschtes
Anheben auf Grund von an der Außenseite
des Fahrzeugdaches angreifendem Fahrtwind bei höheren Fahrtgeschwindigkeiten
verhindert werden kann. Zum anderen wird die Stabilität des Fahrzeugdaches
signifikant erhöht,
da die Verbindung benachbarter Dachteile im Gegensatz zu Lösungen aus
dem Stand. der Technik erheb lich stabiler ist und hierdurch insgesamt
ein näherungsweise starres,
einheitliches Fahrzeugdach erreicht wird, welches in der Lage ist,
beispielsweise im Falle eines Fahrzeugüberschlages senkrecht auf das
Dach einwirkende, hohe Kräfte
aufzunehmen, so dass ein Eindrücken
des Fahrzeugdaches vermieden werden kann und die Sicherheit der
Fahrzeuginsassen erheblich verbessert wird. Den Verriegelungsbolzen kommt
zusätzlich
zu ihrer Funktion, benachbarte Dachteile zu verbinden, auch eine
Verstärkungsfunktion
für das
Fahrzeugdach zu.
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Zweckmäßig sind zumindest zwei in
einer Verriegelungskette liegende Verriegelungsbolzen vorgesehen,
die über
eine gemeinsame Antriebseinheit zu betätigen sind. Über die
Verriegelungskette kann eine Verriegelungs- bzw. Entriegelungsbewegung
eines ersten Verriegelungsbolzens auf den zweiten Verriegelungsbolzen übertragen
werden, so dass grundsätzlich
eine einzige Antriebseinheit für die
Betätigung
sämtlicher
Verriegelungsbolzen in der Verriegelungskette ausreicht. Die Bewegungsübertragung
von einem Verriegelungsbolzen auf den nächsten Verriegelungsbolzen
kann mit Hilfe geeigneter Übertragungselemente
bzw. Übertragungsglieder
erfolgen, beispielsweise über
drucksteife Steigekabel.
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Die Verriegelungskette kann sich
sowohl auf im Seitenbereich des Fahrzeugdaches angeordnete, seitlich
gegenüberliegende
Verriegelungsbolzen als auch auf in Fahrzeuglängsrichtung hintereinander liegende
Verriegelungsbolzen beziehen, wobei im letzteren Fall zwei hintereinander
angeordnete Verriegelungsbolzen zur Verriegelung von insgesamt drei
starren Dachteilen vorgesehen sind. In einer besonders vorteilhaften
Ausführung,
welche sich auf ein dreiteiliges Hardtop-Fahrzeugdach bezieht, sind in
jedem Seitenbereich zwei hintereinander liegende Verriegelungsbolzen
zur Verriegelung von vorderem und mittlerem sowie von mittlerem
und hinterem Dachteil vorgesehen. Sämtliche Verriege lungsbolzen liegen
vorteilhaft in einer einzigen, gemeinsamen Verriegelungskette und
können
zumindest in eine Stellrichtungentweder in Verriegelungsposition
oder in Entriegelungsposition – von
einer gemeinsamen Antriebseinheit beaufschlagt werden. Zweckmäßig ist
zur Verstellung in Gegenrichtung eine zweite Antriebseinheit vorgesehen,
wobei die beiden Antriebseinheiten in Fahrzeuglängsrichtung gegenüberliegen können, indem
eine erste Antriebseinheit im vorderen Dachbereich und eine zweite
Antriebseinheit im hinteren Dachbereich mit jeweils einem Dachteil
verbunden ist. Es kann aber auch eine einzige Antriebseinheit ausreichend
sein, über
die die Verriegelungsbolzen sowohl in Verriegelungsposition als
auch in Entriegelungsposition zu verstellen sind.
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In einer besonders vorteilhaften
Ausführung ist
jeder Verriegelungsbolzen zwischen zwei benachbarten Dachteilen
Bestandteil einer Verriegelungseinheit, zu der außerdem ein
Betätigungsbolzen
gehört,
der zweckmäßig in einer
gemeinsamen Achse mit dem Verriegelungsbolzen liegt und diesen entweder
in Verriegelungsstellung oder in Entriegelungsstellung beaufschlagt.
Diese Ausführung
weist den Vorteil auf, dass Betätigungsbolzen
und Verriegelungsbolzen nur Stirnseite an Stirnseite aneinander stoßen und
von einem Bolzen auf den nächsten Schubkräfte übertragen
werden können,
die beiden Bolzen jedoch weder in Entriegelungsstellung noch in
Verriegelungsstellung eine in Zugrichtung zusammenhängende Baueinheit
bilden, so dass bei einer entsprechenden Zugbewegung – entweder
auf den Betätigungsbolzen
oder auf den Verriegelungsbolzen – sich beide Bolzen voneinander
entfernen.
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Es reicht grundsätzlich aus, zur Überführung von
einer Position in die gegenüberliegende
Position von einem der beiden Bolzen auf den benachbarten zugeordneten
Bolzen der gleichen Verriegelungseinheit eine Schubkraft auszuüben. In
Verriegelungspositi on überspannt
der Verriegelungsbolzen den Übergang
zwischen benachbarten Dachteilen, in Entriegelungsposition befinden
sich dagegen Verriegelungsbolzen und Betätigungsbolzen auf unterschiedlichen
Dachseiten.
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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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1 eine
Seitenansicht auf ein dreiteiliges Hardtop-Fahrzeugdach in Schließposition
mit Verriegelungseinheiten zwischen vorderem und mittlerem Dachteil
sowie zwischen mittlerem und hinterem Dachteil, wobei die Verriegelungseinheiten
in einer gemeinsamen Verriegelungskette liegen,
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2 das
Fahrzeugdach in Draufsicht mit Verriegelungseinheiten im linken
und rechten Dachseitenbereich,
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3 eine
perspektivische Ansicht einer Verriegelungseinheit zwischen benachbarten
Dachteilen, dargestellt in Verriegelungsposition,
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4 eine
Verriegelungseinheit in Entriegelungsposition,
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5 eine 4 entsprechende Darstellung,
jedoch einschließlich
einer Abdeckung für
die Verriegelungseinheit,
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6 eine
Darstellung gemäß Schnittlinie VI-VI
aus 1,
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7 eine 6 entsprechende Darstellung,
jedoch in einer alternativen Ausführung,
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8 eine
Darstellung gemäß Schnittlinie VIII-VIII
aus 1.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile
mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Das in 1 in
Schließposition
dargestellte Hardtop-Fahrzeugdach
umfasst drei in sich starre Dachteile, welche in Schließposition
eine gemeinsame Dachaußenfläche bilden
und in Fahrzeuglängsrichtung
hintereinander liegend angeordnet sind. Das Fahrzeugdach 1 umfasst
ein vorderes Dachteil 2, ein mittleres Dachteil 3 sowie
ein hinteres Dachteil 4, wobei letzteres eine Heckscheibe 5 umfasst.
Das Fahrzeugdach ist über
eine Stellkinematik 6 mit der Fahrzeugkarosserie verbunden
und kann über
eine Betätigung
der Stellkinematik in der gezeigten Pfeilrichtung aus der Schließposition
in eine Ablage- bzw. Öffnungsposition überführt werden,
in welcher die Dachteile 2, 3 und 4 in
einem heckseitigen Stauraum 7 abgelegt sind. Das hintere
Dachteil 4 ist unmittelbar über die Stellkinematik 6 karosseriefest
gekoppelt, das vordere Dachteil 2 und das mittlere Dachteil 3 können entweder
jeweils über
eine Relativkinematik mit dem unmittelbar benachbarten Dachteil
verbunden und gegenüber
diesem verstellbar ausgeführt sein
oder über
eine separate Stellkinematik ebenfalls karosseriefest angebunden
sein. In der gezeigten Schließposition
ist das Fahrzeugdach 1 über
eine im vorderen Abschnitt des vorderen Dachteiles 2 angeordnete
Verriegelungseinrichtung 8 an einem Windschutzscheibenrahmen
des Fahrzeuges zu arretieren.
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Um eine starre Verriegelung der Dachteile 2, 3 und 4 untereinander
zu erreichen und insgesamt die Stabilität des Fahrzeugdaches 1 so
weit zu erhöhen,
dass auch im Falle eines Überschlages
die Sicherheit der Fahrzeuginsassen gewährleistet ist, sind Verriegelungseinheiten 9 und 10 zwischen
benachbarten Dachtei len 2 und 3 bzw. 3 und 4 vorgesehen. Jede
Verriegelungseinheit 9 bzw. 10 umfasst einen Verriegelungsbolzen 11,
welcher zwischen einer Verriegelungsstellung und einer Entriegelungsstellung zu
verstellen ist, sowie einen Betätigungsbolzen 12, welcher
koaxial zum Verriegelungsbolzen angeordnet ist und den Verriegelungsbolzen 11 verstellen kann.
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Die Verriegelungseinheiten 9 und 10 werden über Antriebseinheiten 13 und 14 zwischen
Verriegelungs- und Entriegelungsposition verstellt, wobei eine erste
Antriebseinheit 13 sich im vorderen Dachteil 2 und
die zweite Antriebseinheit 14 im hinteren Dachteil 4 befindet.
Bei den Antriebseinheiten 13 und 14 kann es sich
um Elektromotoren handeln, gegebenenfalls auch um hydraulische Antriebe
oder anderweitige Antriebsarten.
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Zur Bewegungsübertragung sind des Weiteren
Antriebskabel 15, 16 und 17 vorgesehen,
welche vorteilhaft als drucksteife Steigekabel ausgeführt sind, über die
Schubbewegungen, gegebenenfalls auch Zugbewegungen, zwischen den
Antriebseinheiten und einer Verriegelungseinheit oder zwischen zwei
Verriegelungseinheiten übertragen
werden können.
Ein erstes Antriebskabel 15 erstreckt sich zwischen der
vorderen Antriebseinheit 13 und dem Betätigungsbolzen 12 der
vorderen Verriegelungseinheit 9, die zwischen vorderem
Dachteil 2 und mittlerem Dachteil 3 liegt und über die
diese beiden Dachteile zu verbinden sind. Ein zweites Antriebskabel 16 verbindet
den Verriegelungsbolzen 11 der vorderen Verriegelungseinheit 10 mit
dem Betätigungsbolzen 12 der
hinteren Verriegelungseinheit 10 zwischen mittlerem Dachteil 3 und
hinterem Dachteil 4. Ein weiteres Antriebskabel 17 verbindet
den Verriegelungsbolzen 11 der hinteren Verriegelungseinheit 10 mit der
hinteren Antriebseinheit 14. Vordere Antriebseinheit 13,
vordere Verriegelungseinheit 9, hintere Verriegelungseinheit 10 und
hintere Antriebseinheit 14 bilden gemeinsam mit den Antriebskabeln 15, 16 und 17 eine
Verriegelungskette, in welcher die beteiligten Bauelemente kinematisch
zusammengekoppelt sind.
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Wie der Draufsicht gemäß 2 zu entnehmen, sind die
Verriegelungseinheiten 9 und 10 symmetrisch sowohl
im linken als auch im rechten Dachseitenbereich angeordnet und werden über die
ebenfalls symmetrisch verlaufenden Antriebskabel 15, 16 und 17 gemeinsam
von den zentrisch angeordneten Antriebseinheiten 13 und 14 angetrieben
und zwischen der Verriegelungsposition und der Entriegelungsposition
verstellt. Sämtliche
Verriegelungseinheiten sowie die Antriebseinheiten sind über die
Antriebskabel verbunden und bilden eine geschlossene Verriegelungskette.
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Verriegelungsbolzen 11 und
Betätigungsbolzen 12 jeder
Verriegelungseinheit 9 bzw. 10 liegen koaxial
zueinander und sind in Führungsabschnitten 18 und 19 verschieblich
geführt,
wobei die beiden Führungsabschnitte 18 und 19 jeweils
auf gegenüberliegenden
Dachteilen 2 und 3 bzw. 3 und 4 innerhalb
einer Verriegelungseinheit 9 bzw. 10 angeordnet sind. Über die
Antriebskabel 15, 16 und 17 und die jeweils
seitlich angeordneten, sich gegenüberliegenden Verriegelungseinheiten 9 und 10 erhält man eine kreisförmig angelegte
Verriegelungskette, welche wie folgt funktioniert:
In der Darstellung
gemäß 2 befinden sich die Verriegelungseinheiten 9 und 10 in
ihrer Verriegelungsposition, in der die jeweiligen Verriegelungsbolzen 11 sich über den
Spalt benachbarter Dachteile erstrecken, wodurch ein in sich steifes
Gesamtdach gebildet wird. Zur Überführung der
Verriegelungseinheiten 9 und 10 aus der gezeigten
Verriegelungsposition in eine Entriegelungsposition, in der die
Verriegelungseinheiten entriegelt sind und die Dachteile 2 und 3 relativ
zueinander bewegbar sind, wird die vorne liegende Antriebseinheit 13 betätigt und
werden die Antriebskabel 15, die jeweils mit Betäti gungsbolzen 12 der
Verriegelungseinheiten 9 verbunden sind, in Pfeilrichtung 20 verschoben.
Auf Grund der drucksteifen Ausführung
der Antriebskabel 15 werden die Betätigungsbolzen 12 in
ihren Führungsabschnitten 19 in
Richtung Fahrzeugheck verschoben und drücken über ihre Stirnseite auf die
jeweils zugeordneten Verriegelungsbolzen 11, die daraufhin
aus ihrer Verriegelungsposition in Richtung Fahrzeugheck in ihren Führungsabschnitten 18 in
die Entriegelungsposition verstellt werden, in welcher die Betätigungsbolzen 12 und
der Verriegelungsbolzen 11 sich auf gegenüberliegenden
Dachteilseiten befinden.
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Die Stellbewegung der Verriegelungsbolzen 11 in
ihre jeweilige Entriegelungsposition wird über die weiteren Antriebskabel 16 auf
die Betätigungsbolzen 12 der
hinteren Verriegelungseinheiten 10 übertragen, mit denen die Antriebskabel 16 verbunden sind.
Daraufhin werden auch die Betätigungsbolzen 12 der
hinteren Antriebseinheiten 10 in ihren jeweiligen Führungsabschnitten 19 translatorisch
verschoben und beaufschlagen stirnseitig die ihnen zugeordneten
Verriegelungsbolzen 11 in den Führungsabschnitten 19 im
hinteren Dachteil 4, so dass die Verriegelungsbolzen 11 der
hinteren Verriegelungseinheiten 10 ebenfalls in ihre Entriegelungsposition überführt werden,
in der die Betätigungsbolzen 12 im Bereich
des mittleren Dachteiles 3 und die Verriegelungsbolzen 11 im
Bereich des hinteren Dachteiles 4 liegen.
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Nach dem Erreichen der Entriegelungspositionen
ist das vordere Dachteil 2 vom mittleren Dachteil 3 und
das mittlere Dachteil 3 vom hinteren Dachteil 4 entriegelt.
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Die Verriegelungsbolzen 11 der
hinteren Verriegelungseinheiten 10 sind über die
Antriebskabel 17 mit der hinteren Antriebseinheit 14 verbunden.
Um sicherzustellen, dass bei der Überführungsbewegung von Verriegelungsstellung
in Entriegelungsstel lung das Widerstandsmoment der hinteren Antriebseinheit 14 der
Stellbewegung nicht entgegensteht, wird die hintere Antriebseinheit 14 entweder
in eine Freilaufposition geschaltet oder synchron zur vorderen Antriebseinheit 13 betätigt, so
dass die hintere Antriebseinheit 14 an den Antriebskabeln 17 zieht und
die hinteren Verriegelungsbolzen 11 auf Grund einer Zugbewegung
in ihre Entriegelungsstellung überführt werden.
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Zur Überführung von Entriegelungsposition in
Verriegelungsposition läuft
der gesamte Vorgang in Gegenrichtung ab. Hierfür wird die hintere Antriebseinheit 14 betätigt und
werden die unmittelbar von der hinteren Antriebseinheit 14 angetriebenen Antriebskabel 17 in
Pfeilrichtung 21 verstellt, woraufhin die hinteren Verriegelungsbolzen 11 in
die gezeigte Verriegelungsposition überführt werden und hierbei die
zugeordneten Betätigungsbolzen 12 stirnseitig
beaufschlagen und diese in Richtung Fahrzeugvorderseite verschieben.
Diese Verschiebebewegung wird über
die drucksteifen Antriebskabel 16 auf die vorderen Verriegelungsbolzen 11 der
vorderen Verriegelungseinheiten 9 übertragen, die daraufhin ebenfalls
in ihre Verriegelungsposition verstellt werden. Auch die vorderen
Verriegelungsbolzen 11 beaufschlagen stirnseitig die ihnen
zugeordneten Betätigungsbolzen 12 und
verschieben diese in Richtung Fahrzeugvorderseite. Die drucksteifen
Antriebskabel 15, welche mit den vorderen Betätigungsbolzen 12 verbunden
sind, werden in Richtung vorderer Antriebseinheit 13 verschoben,
die hierfür
zweckmäßig in eine
Freilaufstellung verstellt wird oder aber synchron zur hinteren
Antriebseinheit 14 betätigt
wird.
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Der vergrößerten Darstellung der Verriegelungseinheit 9 gemäß 3 ist zu entnehmen, dass das
Antriebskabel 16 für
den Verriegelungsbolzen 11 ein Führungsrohr 22 umfasst,
in welchem das Steigekabel 23 verschieblich geführt ist.
Auch die weiteren Antriebskabel sind in entsprechender Weise aufgebaut.
Das Steige kabel 23 ist im Bereich der Anbindung an den
Verriegelungsbolzen 11 seitlich zu diesem versetzt und
mit der Seitenwand des Verriegelungsbolzens fest verbunden. Auch
das vordere Antriebskabel 15 ist in entsprechender Weise
mit dem Betätigungsbolzen 12 verbunden.
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In den 4 und 5 ist die Verriegelungseinheit 9 in
ihrer Entriegelungsposition dargestellt, in welcher sich der Verriegelungsbolzen 11 vollständig auf
der Seite des mittleren Dachteiles 3 und der Betätigungsbolzen 12 vollständig auf
der Seite des vorderen Dachteiles 2 befindet. Zur Überführung von Verriegelungs-
in Entriegelungsposition wird der Betätigungsbolzen 12 von
seinem zugeordneten Antriebskabel 15 im Führungsabschnitt 19 verschoben, wobei
nach dem Erreichen der Entriegelungsposition die sich berührenden
Stirnseiten von Verriegelungsbolzen 11 und Betätigungsbolzen 12 im
Bereich der Trennlinie zwischen den benachbarten Dachteilen 2 und 3 liegen. 5 ist darüber hinaus
zu entnehmen, dass die Führungsabschnitte 18 und 19 von
Abdeckungen 24 bzw. 25 überdeckt sind, so dass die
Bolzen 11 bzw. 12 vollständig umschlossen sind.
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6 zeigt
eine Schnittdarstellung durch die vordere Verriegelungseinheit 9 in
seiner Verriegelungsposition, in der der Verriegelungsbolzen 11 in den
Führungsabschnitt 19 des
benachbarten Dachteiles eingefahren ist.
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In der modifizierten Ausführung gemäß 7 ist der Verriegelungsbolzen 11 in
einem Führungsabschnitt
mit Kugeln 26 geführt,
die ein axiales Verschieben des Verriegelungsbolzens 11 sowie
des Betätigungsbolzens
erleichtern. Die Kugeln 26 können in beiden Führungsabschnitten
einer Verriegelungseinheit angeordnet sein.
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Zur Verdeutlichung der Funktionsweise
ist in 8 nochmals die
Verriegelungseinheit 9 in ihrer Verriegelungsposition dargestellt,
in der der Verriegelungsbolzen 11 sich über den Spalt zwischen vorderem
Dachteil 2 und mittlerem Dachteil 3 erstreckt
und die Führungsabschnitte 18 und 19 auf
gegenüberliegenden
Dachteilen 2 und 3 verbindet.
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Es kann zweckmäßig sein, den Betätigungsbolzen
und den Verriegelungsbolzen innerhalb einer Verriegelungseinheit
zu einem gemeinsamen Bolzen zusammenzufassen. Dieser Bolzen kann
gegebenenfalls auch nur von einer einzigen Antriebseinheit in beide
Richtungen verstellt werden. Im Falle separat ausgeführter Bolzen
kann es auch vorteilhaft sein, die Verkopplung und die Entkopplung
von Betätigungsbolzen
und Verriegelungsbolzen mittels einer Verkopplungs- und Entkopplungseinrichtung
durchzuführen;
auch in diesem Fall reicht grundsätzlich eine einzige Antriebseinheit
zur Verstellung der beiden Bolzen in die entgegengesetzten Richtungen aus.
Desweiteren kann es zweckmäßig sein,
den Verschluss, über
den der in geschlossener Position vorne liegende Dachrahmen am Windschutzscheibenrahmen
zu arretieren ist, ebenfalls über
die Verriegelungs- bzw. Antriebseinheit zu betätigen.