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Die Erfindung bezieht sich auf ein
Klappverdeck für
Fahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Aus der Druckschrift
DE 101 08 493 A1 ist ein öffnungsfähiges Fahrzeugverdeck
bekannt, das über
eine Viergelenkkinematik an die Fahrzeugkarosserie gekoppelt und
zwischen einer den Fahrzeuginnenraum überdeckenden Schließposition
und einer heckseitigen Ablageposition zu verstellen ist. Der Viergelenkkinematik
ist eine zusätzliche
Kreuzgelenkkinematik zugeordnet, über die ein Hauptlenker der
Viergelenkkinematik zum Anheben aus jeder Endposition mit einem
optimalen Hebelverhältnis über je einen
zugeordneten Schließhebel
bzw. Öffnungshebel
beaufschlagt wird. Mit Hilfe dieser Kinematik ist es möglich, die
für das
Anheben aus der jeweiligen Endposition erforderlichen Kräfte zu reduzieren.
Auch sind die auf die Lageraufnahmen bei Erreichen der Endpositionen
wirkenden Kräfte
herabgesetzt. Allerdings ist für
jede Endposition ein zusätzlicher
Hebel erforderlich, wodurch die Verstellkinematik einen verhältnismäßig aufwendigen
und raumgreifenden Aufbau aufweist.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, mit
einfachen konstruktiven Mitteln ein Klappverdeck für ein Fahrzeug
in der Weise auszubilden, dass die im Verdeck bzw. in den Lagern
bei Erreichen zumindest einer Endposition wirkenden Kräfte herabgesetzt
sind. Zweckmäßig soll
das Anheben aus zumindest einer Endposition erleichtert werden.
Vorteilhaft soll die Kinematikanbindung des Klappverdecks an die
Fahrzeugkarosserie bzw. eines Dachteils an ein weiteres Dachteil
raumsparend ausgeführt
sein.
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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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Erfindungsgemäß ist dem Klappverdeck eine Dachkinematik, über die
das Verdeck karosseriefest und schwenkbar oder ein Dachteil an einem
weiteren Dachteil gehalten ist, und außerdem eine Verstellkinematik
zugeordnet, welche von einem Stellglied beaufschlagt wird und die
Stellbewegung eines Stellgliedes auf die Dachkinematik überträgt. Ein
Dachlenker der Dachkinematik ist über ein erstes Gelenk schwenkbar
an die Fahrzeugkarosserie bzw. ein weiteres Dachteil angebunden
und weist darüber
hinaus ein zweites Gelenk auf, über
das die Anbindung an die Verstellkinematik erfolgt. In zumindest
einer Endposition des Klappverdecks kreuzt ein Antriebslenker der
Verstellkinematik einen Abschnitt des Dachlenkers zwischen dem ersten
und zweiten Gelenk.
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Aufgrund dieser Über-Kreuz-Anordnung von Antriebslenker
und einem Abschnitt am Dachlenker zwischen den beiden Gelenken wird
einerseits eine sehr kompakte, raumsparende Ausführung erreicht. Andererseits
können
in zumindest einer Endposition insbesondere bei Verwendung eines
zusätzlichen Verbindungshebels
zwischen dem Dachlenker und dem Antriebslenker verbesserte Hebelverhältnisse für die Anhebung
des Klappverdecks aus der Endposition geschaffen werden.
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Die Verstellkinematik, welche die
Dachkinematik beaufschlagt, übernimmt
die Funktion eines Vorgeleges, über
das der Antrieb insbesondere eines linear arbeitenden Stellgliedes
auf das Klappverdeck bzw. das Dachteil übertragen wird. Diese Umsetzung einer
linearen, translatorischen Stellbewegung in eine Rotationsbewegung
des Antriebslenkers und Übertragung
auf den Dachlenker der Dachkinematik kann in der Weise realisiert
werden, dass in mindestens einer Endposition, zweckmäßig aber
in beiden Endpositionen, die Annäherungsgeschwindigkeit
des Klappverdecks geringer ist als in einer Zwischenposition, in
der die Klappverdeckgeschwindigkeit ein Maximum erreicht. Gegen
Ende der Überführungsbewegung – beim Annähern an
die Endposition – wird
die Geschwindigkeit des Klappverdecks minimal, so dass beim Aufsetzen
auch die auf das Verdeck sowie die Dachkinematik wirkenden Reaktionskräfte minimiert
werden. Es wird insgesamt ein weicheres, sanfteres Aufsetzen des
Klappverdeckes in die Schließ- bzw.
Ablageposition erreicht.
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In der Konfiguration der Dachkinematik
und Verstellkinematik mit einem Dachlenker, einem Antriebslenker
sowie einem die beiden Lenker verbindenden Verbindungshebel wird
ein über
Kreuz angeordnetes Viergelenk realisiert, bei dem der Antriebslenker
bei der Überführung zwischen
Schließ-
und Ablageposition vorteilhaft über
die Position des karosseriefesten Gelenks des Dachlenkers hinweggeführt wird,
wodurch eine entzerrte Viergelenkposition ohne Überschneidungen der Hebel und
Lenker erreicht wird. Diese entzerrte Viergelenkslage wird zweckmäßig in einer
der beiden Endpositionen erreicht.
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Die Reduzierung der Annäherungsgeschwindigkeit
an die Endpositionen wird im Wesentlichen dadurch erreicht, dass
die Wirklinie bzw. Längsachse
des Verbindungshebels in den Endpositionen einen größeren Abstand
zu dem Drehgelenk aufweist, über
das der Dachlenker verschwenkbar an dem Fahrzeugbauteil gelagert
ist, als in einer Zwischenposition des Daches. Dies hat zur Folge,
dass im Bereich der Endpositionen ein hohes Drehmoment um dieses
Drehgelenk wirksam ist, zugleich jedoch eine vom Antriebslenker
auf den Verstellhebel übertragene
Stellbewegung nur zu einer kleineren Lageänderung des Dachlenkers führt als
in der Zwischenposition. Durch die Zwischenschaltung des Verbindungshebels
zwischen dem Antriebslenker und dem Dachlenker kann ein Hebelverhältnis eingestellt
werden, bei dem das auf den Dachlenker wirkende Drehmoment im Bereich
der Endpositionen ein Maximum und im Bereich einer Zwischenposition ein
Minimum einnimmt, wodurch das Anheben des Fahrzeugverdecks aus seiner
jeweiligen Endposition heraus erleichtert wird.
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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 in
schematischer Darstellung eine Seitenansicht auf ein verstellbares
Klappverdeck eines Kraftfahrzeuges, dargestellt in Ablageposition,
mit einer das Klappverdeck an die Fahrzeugkarosserie anbindenden
Dachkinematik und einer auf einen Dachlenker der Dachkinematik einwirkenden
Verstellkinematik,
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2 eine
vergrößerte Ansicht
des Details II aus 1,
dargestellt mit einem die Verstellkinematik beaufschlagenden linearen
Stellantrieb,
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3 ein
Geschwindigkeits-Stellweg-Diagramm mit dem Verlauf der Geschwindigkeit
v eines Punktes des Klappverdecks in Abhängigkeit vom Stellweg s des
linearen Stellantriebs, mit eingetragener Momentangeschwindigkeit
bei Erreichen der Ablageposition,
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4 das
Klappverdeck in einer ersten Zwischenposition nach dem Anheben aus
der Ablageposition heraus,
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5 das
Geschwindigkeits-Stellweg-Diagramm für die Überführungsbewegung mit der Momentangeschwindigkeit,
die der Position des Verdecks gemäß 4 entspricht,
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6 das
Klappverdeck in einer weiteren Zwischenposition bei der Überführung in
Richtung Schließposition,
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7 ein
weiteres Geschwindigkeits-Stellweg-Diagramm mit eingetragener aktueller
Geschwindigkeit,
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8 eine
weitere Zwischenposition bei der Annäherung an die Schließposition,
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9 ein
weiteres Geschwindigkeits-Stellweg-Diagramm mit aktueller Geschwindigkeit,
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10 das
Klappverdeck in Schließposition,
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11 das
Geschwindigkeits-Stellweg-Diagramm mit der Momentangeschwindigkeit
bei Erreichen der Schließposition.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile
mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Bei dem in 1 dargestellten Klappverdeck 1 handelt
es sich beispielsweise um ein Hardtop für ein Fahrzeug, von dem ein
hinteres Dachteil 2 in der heckseitigen Ablageposition
dargestellt ist, in welcher das Klappverdeck in einem Stauraum unterhalb der
Karosserielinie 11 der Fahrzeugkarosserie abgelegt ist.
Gegebenenfalls kann es sich bei dem Klappverdeck 1 auch
um ein Softtop handeln.
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Das Klappverdeck 1 ist über eine
Dachkinematik 3 mit der Fahrzeugkarosserie gekoppelt. Die Dachkinematik 3 umfasst
einen Dachlenker 4 und einen Hauptlenker 5, die
jeweils einenends über
Gelenke 4a bzw. 5a schwenkbar mit der Fahrzeugkarosserie
und anderenends über
Gelenke 4b bzw. 5b schwenkbar mit dem Dachteil 2 gekoppelt
sind. Dachlenker 4 und Hauptlenker 5 liegen parallel
zueinander und bilden ein Viergelenk.
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Der Dachkinematik 3 ist
eine Verstellkinematik 6 zugeordnet, welche von einem in 2 dargestellten linearen
Stellglied 12 beaufschlagt wird und die Stellbewegung des
Stellgliedes in eine Rotationsbewegung umsetzt, welche auf die Dachkinematik 3 übertragen
wird. Die Verstellkinematik 6 bildet ein Vorgelege für die Dachkinematik 3.
Die Verstellkinematik umfasst einen Antriebslenker 7, der über ein Gelenk 7a schwenkbar
an der Fahrzeugkarosserie angebunden ist, sowie einen Verbindungshebel 8, über den
die Verbindung zur Dachkinematik 3 hergestellt wird. Der
Antriebslenker 7 besitzt auf seiner seinem karosseriefesten
Gelenk 7a gegenüberliegenden
Stirnseite ein weiteres Gelenk 7b, an dem der Verbindungshebel 8 schwenkbar
gelagert ist, welcher auf seiner gegenüberliegenden Seite schwenkbar
mit einem Gelenk 4c des Dachlenkers 4 gekoppelt
ist. Der Dachlenker 4 ist als Dreieckslenker ausgebildet,
wobei ein längerer
Abschnitt des Dachlenkers sich zwischen den Gelenken 4a und 4b (über letzteres
ist der Dachlenker mit dem Dachteil 2 gekoppelt) und ein
kürzerer
Abschnitt winklig hierzu zwischen den Gelenken 4a und 4c erstreckt.
Der kürzere
Abschnitt bildet einen Seitenarm des Dachlenkers 4. Die
beiden Abschnitte des Dachlenkers 4 schließen einen
Winkel von etwa 45° ein.
An der Stirnseite des kürzeren
Abschnittes sitzt das Gelenk 4c, an dem der Verbindungshebel 8 schwenkbar
angebunden ist.
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In 1 ist
das Klappverdeck 1 in seiner geöffneten Ablageposition gezeigt.
Zum Anheben aus dieser Endposition und Überführen in Richtung Schließposition
in Pfeilrichtung 9 wird die Verstellkinematik 6 von
dem Stellglied in Pfeilrichtung 10 beaufschlagt, welche
die Wirklinie des Stellgliedes darstellt. Es handelt sich bei diesem
Stellglied 12, wie der 2 zu
entnehmen, um einen hydraulischen Stellzylinder mit linearem Stellantrieb.
Die lineare, translatorische Stellbewegung des Stellgliedes 12 ist mit „s" bezeichnet. Das
Stellglied 12 ist einenends schwenkbar an der Fahrzeugkarosserie
angebunden und beaufschlagt anderenends den Antriebslenker 7 in
dessen der Fahrzeugkarosserie abgewandten Gelenk 7b, wodurch
bei einer Stellbewegung s in Pfeilrichtung 10 des Stellgliedes 12 der
Antriebslenker 7 in Pfeilrichtung 13 um sein karosserieseitiges
Gelenk 7a rotatorisch verschwenkt wird. Da im Gelenk 7b auch
der Verbindungshebel 8 angreift, erfährt dieser bei einer Stellbewegung
s des Stellgliedes 12 ebenfalls eine Zwangsbewegung, welche über die
Kopplung des Verbindungshebels 8 im Gelenk 4c auf
den Dachlenker 4 übertragen
wird, der daraufhin um sein karosseriefestes Gelenk 4a verschwenkt
wird.
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In der in den 1 und 2 gezeigten
Ablageposition liegt der Antriebslenker 7 zwischen dem
karosseriefesten, ersten Gelenk 4a und dem weiteren Gelenk 4c am
Seitenarm des Dachlenkers 4. In der gezeigten Ausführung schließt die Längsachse
des Verbindungshebels 8 mit der Verbindungslinie 14, welche
durch die Gelenke 4a und 4c des Dachlenkers 4 verläuft, einen
Winkel ein, welcher zumindest 45° beträgt, wobei
dieser Winkel bei einer entsprechend geänderten Dimensionierung und
Anordnung der Hebel und Lenker auch bis zu 90° betragen kann. Die Längsachse
des Antriebslenkers 7 schneidet in Ablageposition die Verbindungslinie 14 in
einem Winkel von annähernd
90°. Die
Wirklinie 10 des Stellgliedes 12 schließt in Ablageposition
mit der Längsachse des
Antriebslenkers 7 einen Winkel ein, welcher kleiner ist
als in einer Zwischenposition zwischen Ablagestellung und Schließstellung
des Klappverdeckes.
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In 3 ist
das Geschwindigkeits-Stellweg-Diagramm mit der Geschwindigkeit v
eines Punktes des Klappverdecks in Abhängigkeit von dem Stellweg s
des Stellgliedes 12 für
die Überführungsbewegung
des Klappverdecks dargestellt, beginnend bei der Ablageposition
und endend in der Schließposition
des Klappverdeckes. Der Kurvenverlauf für die Geschwindigkeit beginnt
bei einem Minimum in bzw. nahe der Ablageposition im linken Kurvenbereich, steigt
auf ein Maximum im mittleren Kurvenbereich an, welches einer Zwischenposition
des Klappverdeckes zwischen Ablage- und Schließposition entspricht, und sinkt
anschließend
wieder auf ein zweites lokales Minimum ab, welches in der gegenüberliegenden
Endposition – der
Schließposition – erreicht
wird, wobei das zweite Minimum geringfügig höher liegen kann als das erste
Minimum, welches der Schließposition
zugeordnet ist.
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In 3 ist
ein aktueller Geschwindigkeitswert für den Beginn der Überführungsbewegung
eingetragen, beginnend bei der in den 1 und 2 dargestellten Ablageposition.
Das Abfallen des Geschwindigkeitswertes im Bereich der beiden Endpositionen
bietet den Vorteil, dass die Dachteile die Endposition mit geringerer
Geschwindigkeit erreichen, wodurch Stöße und Schläge beim Öffnen bzw. Schließen des
Klappverdeckes vermieden werden und insbesondere auch Bauteilbelastungen
reduziert sind. Das Ansteigen auf einen Maximumwert in einer Zwischenposition
bei der Überführungsbewegung zwischen
Schließ-
und Ablageposition des Klappverdeckes gewährleistet andererseits ein
schnelles Öffnen
und Schließen
des Daches.
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In 4 ist
eine Zwischenposition des Klappverdeckes 1 kurz nach Anheben
aus seiner Ablageposition dargestellt. Die Rich tung der Wirklinie 10 des
Stellgliedes verändert
sich während
der gesamten Überführungsbewegung
nur geringfügig. Kurz
nach dem Anheben des Klappverdeckes 1 aus seiner Ablageposition
steigt, wie dem Geschwindigkeitsverlauf gemäß 5 zu entnehmen, der Wert der Geschwindigkeit
eines Punktes auf dem Klappverdeck ausgehend von dem der Ablageposition
zugeordneten Minimum auf einen höheren
Wert an.
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In einer weiteren Zwischenposition
gemäß 6 schließt die Wirklinie 10 mit
der Längsachse des
Antriebslenkers 7 annähernd
einen rechten Winkel ein, wodurch eine optimale Umsetzung der linearen,
translatorischen Stellantriebsbewegung in die Rotationsbewegung
des Antriebslenkers gegeben ist. Dementsprechend steigt die Geschwindigkeit, wie
dem Schaubild gemäß 7 zu entnehmen, auf ein
Maximum an.
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8 zeigt
eine weiter fortgeschrittene Zwischenposition kurz vor Erreichen
der Schließposition des
Klappverdeckes 1. Die Wirklinie 10 des Stellgliedes
und die Längsachse
des Antriebslenkers 7 haben nun die optimale 90°-Relativwinkellage
verlassen, was sich auch in dem Geschwindigkeitsverlauf gemäß 9 in einem geringer werdenden
Geschwindigkeitswert niederschlägt.
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In 10 hat
das Klappverdeck 1 seine zweite Endposition, die Schließstellung,
erreicht. Im Augenblick des Erreichens der Schließposition
liegt der Geschwindigkeitswert, wie 11 zu
entnehmen, im Bereich des zweiten Minimums. In der Schließposition
schließt
der Verbindungshebel 8 mit der Verbindungslinie zwischen
den Gelenken 4a und 4c am Dachlenker 4 einen
Winkel von mindestens 45° ein,
wodurch in wirksamer Weise ein Drehmoment um das karosseriefeste
Gelenk 4a des Dachlenkers 4 beim Anheben des Klappverdecks 1 aus der
Schließposition
zum Überführen in
die Ablageposition aufgebracht werden kann.