DE10258309A1 - Fahrzeugdach für ein Cabriolet - Google Patents

Abstract

Es wird ein Fahrzeugdach für ein Cabriolet mit einem schwenkbaren Dachteil (1) vorgeschlagen, welches über einen mindestens teilweise automatischen Antrieb (2) in eine Öffnungsstellung bewegbar ist, mit einem Mehrgelenkmechanismus (3) zwischen dem Dachteil und einer Fahrzeugkarosserie (4), mit einem Motor (5) und mit einem Getriebe (6), über welche ein Antriebsmoment in das Dachteil (1) einleitbar ist, wobei das Getriebe (6) an einem oberen Gelenkpunkt (3.1) des Mehrgelenkmechanismus (3) angeordnet ist und wobei ein flexibles Zug-Druck-Antriebsmittel (7) zur Kraftübertragung zwischen dem Motor (5) und dem Getriebe (6) vorgesehen ist.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugdach für ein Cabriolet mit mindestens einem schwenkbaren Dachteil, welches über einen mindestens teilweise automatischen Antrieb in eine Öffnungsstellung bewegbar ist.
• Die Öffnungsbewegung derartiger Cabrio-Dachteile umfasst in der Regel eine Schwenkbewegung und manchmal eine Kombination aus einer Verschiebe- und Schwenkbewegung des beweglichen Dachteils. Die Schwenkbewegung zum zur Öffnung des Cabrio-Dachteils bzw. -verdecks kann bekanntermaßen über einen sogenannten Mehrgelenkmechanismus erfolgen. Hierbei wird über zwei Lenker und in der Regel vier Gelenkpunkte das Dachteil für eine Öffnung zwangsgesteuert, um aus einer geschlossenen Stellung gezielt in eine Öffnungsstellung gebracht zu werden, in welcher eine Verstauung des Dachteils im gefalteten Zustand ermöglicht wird. Zur automatischen Betätigung derartiger Dachteile von der geschlossenen in die Öffnungsstellung ist es bekannt, den Viergelenkmechanismus mit Linearmotoren anzutreiben, die im Heckbereich zwischen der Karosserie des Fahrzeugs und einem Lenker des Mehrgelenkmechanismus angeordnet sind. Als Linearmotoren kommen beispielsweise elektronisch betätigbare, hydraulische Kolben-Zylinder-Einheiten zum Einsatz. Nachteilig ist hierbei, dass diese einen relativ großen Raumbedarf erfordern. Außerdem sind dem Einsatz und der Anordnung derartiger Antriebsmittel Grenzen gesetzt aufgrund ihrer starren Ausbildung.
• Aus der Patentschrift DE 199 27 238 C1 ist ein Fahrzeugdach insbesondere für einen kleinen Personenkraftwagen bekannt, bei welchem das bewegliche Dachteil aus einem Schiebefaltdachteil und einem schwenkbar absenkbaren Dachteil besteht. Das Faltdach ist hier über einen Elektromotor automatisch betätigbar, sodass auch während der Fahrt das Faltdach geöffnet werden kann. Die vollständige Öffnung des Dachteils, das heißt die Verschwenkung über den Viergelenkmechanismus gegen die Wirkung einer Gasdruckfeder, erfolgt jedoch hierbei manuell. Der Elektromotor und ein drucksteifes Kabel, welches zur Übertragung der Betätigungskräfte dient, ermöglichen somit lediglich eine lineare Öffnungsbewegung des in seitlichen Führungsschienen geführten Faltdachteils des beweglichen Cabrio-Verdeckteils.
• Die vorliegende Erfindung hat demgegenüber zur Aufgabe, ein Fahrzeugdach für ein Cabriolet bereitzustellen, welches vollständig automatisch betätigbar ist und eine möglichst kompakte Antriebseinheit aufweist, die derart ausgestaltet ist, dass ein Einsatz auch bei Kleinstfahrzeugen ermöglicht wird. Zudem soll die automatische Antriebseinheit für das Fahrzeugdach auch nachträglich in bestehende Cabrio-Fahrzeuge integrierbar sein.
• Diese Aufgabe wird durch ein Fahrzeugdach mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
• Das erfindungsgemäße Fahrzeugdach für ein Cabriolet weist zum mindestens teilweise automatischen Antrieb einen Mehrgelenkmechanismus auf, der über einen Motor und ein Getriebe betätigbar ist. Das Getriebe ist erfindungsgemäß und vorteilhafterweise an einem oberen Gelenkpunkt des Mehrgelenkmechanismus angeordnet und über ein flexibles Antriebsmittel, das auf Zug und Druck beanspruchbar und zwischen dem Motor und dem Getriebe vorgesehen ist, betätigbar. Das Fahrzeugdach ist somit in seiner Schwenkbewegung vollständig automatisch betätigbar mittels eines äußerst kompakten Antriebs. Die Anordnung und Positionierung der Antriebseinheiten Motor, Getriebe und Antriebsmittel erfordert äußerst wenig Platz und kann flexibel realisiert werden schon auf Grund der Flexibilität des Antriebsmittels und der direkten Anordnung bzw. Integrierung des Getriebes in einem Gelenkpunkt des Mehrgelenkmechanismus. Ein automatischer Antrieb von Cabrio-Verdecken insbesondere bei Kleinwagen, bei welchen wenig Raum für Betätigungsvorrichtungen des bewegbaren Dachteils vorhanden ist, wird somit ermöglicht. Die automatische Antriebsvorrichtung kann auch nachträglich in bestehende Cabrio-Dächer insbesondere von Kleinwagen integriert werden, ohne dass aufwändige konstruktive Abänderungen oder Vorkehrungen erforderlich wären. Lediglich ein Gelenkpunkt muss mit dem erfindungsgemäßen Antriebsgetriebe versehen werden, das flexible Antriebsmittel muss entlang dem beweglichen Dachteil eingebaut werden, und ein Elektromotor oder dergleichen muss hierfür entweder im Dachteil selbst oder karosserieseitig vorgesehen werden. Die Einsatzmöglichkeiten eines derartigen Fahrzeugdachs sind größer als bei bisher bestehenden Systemen.
• Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Mehrgelenkmechanismus ein Viergelenk mit zwei im Wesentlichen parallel zueinander angeordneten Lenkern. Derartige Viergelenkmechanismen haben sich im Bereich von automatisch betätigbaren Fahrzeugdächern als äußerst vorteilhaft erwiesen. Sie können jeweils beidseitig des bewegbaren Dachteils zwischen der Karosserie des Fahrzeugs und dem Dachteil selbst angeordnet werden, ohne dass quer durch das Fahrzeug verlaufende Elemente erforderlich wären. Die Viergelenkmechanismen sind außerdem vorteilhaft, da über sie eine Zwangssteuerung des Bewegungsablaufes bei einer Öffnung eines Dachteils ermöglicht wird, die relativ wenig Kraftaufwand erfordert. Hierzu werden die Lenker und die Positionen der Gelenkpunkte entsprechend ausgelegt.
• Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Getriebe ein Schneckenrad- und/oder ein Stirnradgetriebe, welches in einem oberen Gelenkpunkt des Mehrgelenkmechanismus angeordnet ist. Auf diese Weise kann das Antriebssystem für die automatische Betätigung des Dachteils im Wesentlichen in dem Dachteil selbst integriert werden. Es ist nicht erforderlich, karosserieseitig im Heckbereich des Fahrzeuges Raum für die Anordnung von Betätigungselementen vorzusehen. Das flexible Antriebsmittel und das Getriebe können seitlich und im Innern des Dachteils geführt und angeordnet werden. Der nachträgliche Einbau eines automatischen Antriebssystems von Cabrio-Verdecken ist somit insbesondere auch bei Kleinstfahrzeugen möglich.
• Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist beidseitig des schwenkbaren Dachteils je ein Getriebe und ein flexibles Antriebsmittel vorgesehen, welche über einen einzigen, zentralen Elektromotor entfernt von dem Mehrgelenkmechanismus angetrieben werden. Der zentrale Elektromotor kann dabei karosserieseitig oder vorteilhafterweise direkt im beweglichen Dachteil selbst angeordnet sein. Hierdurch wird ein Gleichlauf der seitlichen Mehrgelenkmechanismen bewirkt, der zu einer stabilen Bewegung des Cabrio-Verdecks bzw. des beweglichen Dachteils führt. Vorteilhafterweise werden beide flexiblen Antriebsmittel über ein und das gleiche Antriebsritzel eines zentralen Elektromotors in beide Richtungen gleichmäßig betätigt. Die Anordnung erlaubt somit eine in jeder Stellung des Dachteils arretierbare Zwangsführung und Betätigung des bewegbaren Dachteils. Es ist nicht erforderlich, die Öffnung des Dachteils und/oder die Arretierung des Dachteils manuell auszuführen.
• Der Antriebsmotor kann vorteilhafterweise im beweglichen Dachteil angeordnet und befestigt sein, wodurch eine karosserieseitige Befestigung und Bereitstellung von Einbauraum vermieden werden. Der nachträgliche Einbau bzw. die Integrierung in bestehende Dachsysteme ist somit auf einfache Weise möglich. Das System zur automatischen Betätigung des Fahrzeug dachs ist äußerst kompakt und somit besonders gut geeignet für den Einsatz in Kleinwagen.
• Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das flexible Antriebsmittel ein Steigungskabel, das heißt ein auf Zug und Druck gleichermaßen betätigbares Antriebskabel bzw. Drahtseil mit einer Endloswendel, welches in einem Rohr geführt wird. Die Öffnungs- und die Schließbetätigung des Dachteils ist auf diese Weise kraftschlüssig gewährleistet. Das flexible Antriebsmittel kann an der Innenseite des ebenfalls als Kunststoff- oder Textilteil ausgebildeten Dachteils entlanggeführt werden, ohne die Flexibilität des Verdecks zur Bewegung und Unterbringung des Dachteils zu behindern. Nach einer diesbezüglichen, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Steigungskabel oder das Zug-Druck-Antriebskabel mit einer Beflockung versehen. Die Beflockung, welche insbesondere in den Zwischenräumen zwischen der Endloswendel des Steigungskabels vorgesehen ist, ermöglicht eine bessere Gleitreibung zwischen dem Antriebsmittel und den antriebsseitigen und abtriebsseitigen Betätigungsritzeln des Getriebes und des Motors. Zudem gewährleistet eine derartige Beflockung einen langfristigen, störungssicheren Betrieb des Systems und sorgt für eine größere Laufruhe bei der Öffnung und Schließung des Cabrio-Verdecks.
• Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht das Getriebe aus einem koaxial zur Gelenkwelle des Mehrgelenks angeordneten Zahnrad, welches über ein Schnecken- und/oder Stirnzahnrad mit dem flexibeln Antriebsmittel in Eingriff steht. Durch einfaches Vorsehen eines stirnseitigen oder radialen Zahnrades direkt am Gelenkpunkt des Mehrgelenks, beispielsweise in Form eines zusätzlichen, axial fixierten Zahnrades, kann das erfindungsgemäße Antriebsgetriebe auf einfache Weise in bestehende Systeme integriert werden. Der Raumbedarf ist reduziert. Das Vorsehen des Antriebsgetriebes in einem oberen Gelenkpunkt hat den Vorteil, dass die zwangsgesteuerte Betätigung des Dachteils keine karosserie seitigen Befestigungen und/oder Einbauten für die Antriebseinheit erfordert.
• Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine elektronische Betätigung zum vollautomatischen Öffnen des beweglichen Dachteils vorgesehen. Ein Benutzer des Fahrzeugs kann so durch einfachen Knopfdruck das bewegliche Dachteil bzw. Cabrio-Verdeck vollständig öffnen oder schließen. Eine manuelle Betätigung des Verdeckteils ist nicht erforderlich. Vorteilhafterweise sind automatische Arretierungen bzw. Sicherungseinrichtungen vorgesehen, wie zum Beispiel Schnappverschlüsse oder automatisch betätigbare Verriegelungsbolzen, welche eine sichere Verriegelung des Dachteils im geschlossenen und/oder geöffneten Zustand ermöglichen.
• Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, in welcher die Erfindung anhand des in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert ist.
• Dabei zeigen:
• 1a eine schematische Seitenansicht eines Viergelenks mit Antriebsgetriebe und flexiblem Antriebsmittel gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
• 1b eine Schnittansicht gemäß A-A des Ausführungsbeispiels aus 1a;
• 2 eine schematische Darstellung eines symmetrisch aufgebauten doppelseitigen Antriebssystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
• 3a und 3b schematische Darstellungen eines Fahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Fahrzeugdach mit automatisiertem Antrieb in einer teilgeöffneten und in einer vollständig geöffneten Position.
• In 1a und 1b ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrzeugdachs mit automatisiertem Antriebssystem wiedergegeben. Ein von einer geschlossenen in eine Öffnungsstellung bewegbares Cabrio-Verdeck bzw. bewegliches Dachteil 1 weist einen Viergelenkmechanismus 3 auf, mittels welchem die Öffnungsbewegung zwangsgesteuert wird. Das Viergelenk 3 mit den Lenkern 3.2 und 3.3 weist zwei untere 3.4 und zwei obere Gelenkpunkte 3.1 auf, wobei die beiden unteren Gelenkpunkte 3.4 karosserieseitig befestigt werden. Die beiden oberen Gelenkpunkte 3.1 sind an einem lediglich abschnittsweise wiedergegebenen Dachteil 1 befestigt. Das Antriebssystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist einen automatischen Antrieb 2 auf, bestehend aus einem Antriebsgetriebe 6, einem Steigungskabel 7 und einem (in der Figur nicht dargestellten) Elektromotor. Über den Elektromotor wird das flexible Antriebsmittel 7 bzw. das Steigungskabel in Rotation angetrieben, welches seinerseits ein Schneckenzahnrad 10.1 über ein Ritzel 10.2 antreibt, wobei das Schneckenzahnrad 10.1 und das Ritzel 10.2 auf einer gemeinsamen Welle drehfest angeordnet sind. Das Schneckenzahnrad 10.1 und das Ritzel 10.2 können einstückig, als ein Bauteil ausgebildet sein. Das Schneckenzahnrad 10.1 ist mit einem drehfest am Lenker 3.3 angeordneten Antriebszahnrad 11 in Eingriff, welches an einem oberen Gelenkpunkt 3.1 des Viergelenks 3 angeordnet ist.
• Die Befestigung der unteren Gelenkpunkte 3.4 an der Karosserie des Fahrzeuges (nicht dargestellt) bewirkt somit bei einer Drehung des Steigungskabels 7 über das Antriebsgetriebe 6 eine Schwenkbewegung des beweglichen Dachteils 1, wie durch den Pfeil dargestellt. Die Schwenkbewegung ist die Öffnungsbewegung des Cabrio-Verdecks bzw. Dachteils 1. Das flexible Antriebsmittel in Form des Steigungskabels 7, das in der 1a lediglich abschnittsweise dargestellt ist, wird vom oberen Gelenkpunkt 3.1 des Viergelenks 3 zu einem Antriebsmotor geführt, welcher in gegensinnige Drehrichtungen be tätigbar ist. Somit kann das Dachteil 1 in jeder Stellung angehalten werden und wird kontinuierlich und kraftschlüssig über das Steigungskabel 7 mit der Endloswindung 13 angetrieben. Das Steigungskabel 7 ist beispielsweise ein Metall- oder Stahlkabel, an welchem eine Kunststoffwendel befestigt ist. Alternativ kann als flexibles Antriebsmittel 7 eine zwangsgeführte Kette oder dgl. vorgesehen sein. Selbstverständlich kann das Antriebsgetriebe 6 anstatt eines Schneckenzahnrades 10.1 auch ein Stirnzahnrad und anstatt des Ritzels 10.2 ein Schneckenzahnrad aufweisen oder dergleichen.
• In 1b ist das automatische Antriebssystem für ein Dachteil 1 aus 1a in einer geschnittenen Draufsicht wiedergegeben. Das Steigungskabel 7 ist derart ausgebildet, dass Zug- und Druckkräfte von dem Ritzel 10.2 über das Schneckenzahnrad 10.1 auf das Antriebszahnrad 11 übertragbar sind. Das Steigungskabel 7 ist in einem ebenfalls flexiblen Rohr 8 geführt und weist zwischen den Steigungen der Endloswendel 13 eine Beflockung 9 auf, die zur Geräuschreduzierung und besseren Gleitreibung dient. Dabei kann die alternativ oder zusätzlich die Beflockung 9 auch an der Innenseite des Rohrs 8 vorgesehen sein. Im oberen Gelenkpunkt 3.1 des Lenkers 3.3 ist das Dachteil 1 über eine Welle 14 an dem gegenüber dem Dachteil drehbar gelagerten Zahnrad 11, das mit dem Lenker 3.3 drehfest verbunden ist, befestigt. Das Zahnrad 11 steht mit dem Schneckenzahnrad 10.1 in Eingriff. Durch Betätigung des Steigungskabels 7, das heißt Drehung um seine zentrale Rotationsachse, wird also über das Ritzel 10.2 das Schneckenzahnrad 10.1 angetrieben, welches seinerseits das Zahnrad 11 mit dem Lenker 3.3 antreibt. Hierdurch wird das bewegliche Dachteil 1 von seiner Öffnungsstellung in seine geschlossene Stellung gebracht oder umgekehrt.
• In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in vereinfachter Darstellung wiedergegeben. Im Unterschied zu dem zuvorigen Ausführungsbeispiel sind hier zwei erfindungsgemäße Antriebsgetriebe 6 vorgesehen, die jeweils mit einem seitlichen Viergelenk (nicht dargestellt) in der zuvor beschriebenen Weise zusammenwirken. Jedes der Antriebsgetriebe 6 ist über ein Steigungskabel 7 betätigbar, wobei die beiden Steigungskabel 7 durch ein und denselben, zentralen Elektromotor 5 angetrieben werden. Der Elektromotor 5 kann in beide Richtungen betätigt werden. Die Antriebsgetriebe 6, welche jeweils mit seitlichen Viergelenken 3 zusammenwirken, sind ebenso wie in dem zuvorigen Ausführungsbeispiel in einem oberen Gelenkpunkt 3.1 des Viergelenks 3 angeordnet, an welchem jeweils ein Zahnrad 11 vorgesehen ist. Bei Betätigung des Elektromotors 5 in der durch den Pfeil eingezeichneten Richtung werden die beiden Steigungskabel 7 jeweils rotiert, was eine Drehbewegung der jeweiligen Zahnräder 11 bewirkt. Das durch das Viergelenk zwangsgesteuerte bewegliche Dachteil wird verfahren, wobei die Flexibilität der Steigungskabel 7 einer derartigen Bewegung nachgibt.
• In den 3a und 3b ist eine solche automatisierte Betätigungsbewegung eines beweglichen Dachteils 1 bei einem Kleinfahrzeug exemplarisch wiedergegeben. In 3a ist ein bewegliches Dachteil 1 eines Fahrzeugs in teilweise geschlossener Position wiedergegeben, das heißt, lediglich der faltdachartige Teil ist manuell oder ebenfalls automatisch geöffnet worden. In Richtung des eingezeichneten Pfeils erfolgt eine vollständige automatisierte Öffnung des Dachteils 1 mittels eines erfindungsgemäßen Antriebssystems, wie es hinsichtlich der zuvorigen Zeichnungen beschrieben wurde. Dafür wird ein Motor 5 zentral im hinteren Bereich des beweglichen Dachteils 1 angeordnet, der über Steigungskabel 7 mit jeweils seitlichen Viergelenkmechanismen 3 und entsprechenden Antriebsgetrieben 6 in Verbindung steht. Die Betätigung des Antriebssystems erfolgt vorteilhafterweise vom Fahrersitz aus, beispielsweise durch einen Betätigungsknopf am Armaturenbrett.
• Sämtliche erfindungsgemäßen Merkmale der Beschreibung sowie der Ansprüche können sowohl einzeln als auch in jeder tech nisch möglichen Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims (9)

1. Fahrzeugdach für ein Cabriolet mit einem schwenkbaren Dachteil (1), welches über einen mindestens teilweise automatischen Antrieb (2) in einer Öffnungsstellung bewegbar ist, mit einem Mehrgelenkmechanismus (3) zwischen dem Dachteil (1) und einer Fahrzeugkarosserie (4), mit einem Motor (5) und mit einem Getriebe (6), über welche ein Antriebsmoment in das Dachteil (1) einleitbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (6) an einem oberen Gelenkpunkt (3.1) des Mehrgelenkmechanismus angeordnet ist und dass ein flexibles Zug-Druck-Antriebsmittel (7) zur Kraftübertragung zwischen dem Motor und dem Getriebe (6) vorgesehen ist.
2. Fahrzeugdach nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrgelenkmechanismus (3) ein Viergelenk ist mit zwei im Wesentlichen parallelen Lenkern (3.2, 3.3).
3. Fahrzeugdach nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (6) ein Schneckenzahnradgetriebe und/oder ein Stirnradgetriebe ist, welches in einem oberen Gelenkpunkt des Mehrgelenkmechanismus angeordnet ist.
4. Fahrzeugdach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beidseitig des Dachteils (1) je ein Getriebe (6) und ein Antriebsmittel (7) vorgesehen sind, welche über einen einzigen zentralen Elektromotor (5) entfernt von dem Mehrgelenkmechanismus (3) angetrieben werden.
5. Fahrzeugdach nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Motor (5) am beweglichen Dachteil (1) angeordnet ist.
6. Fahrzeugdach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmittel (7) ein flexibles Steigungskabel mit einer Endloswendel ist, welches in einem Rohr (8) geführt ist.
7. Fahrzeugdach nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Steigungskabel (7) und/oder die Innenseite des Rohrs (8) mit einer Beflockung (9) versehen ist.
8. Fahrzeugdach nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe umfasst ein koaxial zu einer oberen Gelenkwelle (14) des Mehrgelenks (3) angeordnetes Zahnrad (11), welches über ein Schneckenzahnrad (10.1) und/oder ein Ritzel (10.2) mit dem flexiblen Antriebsmittel (7) in Eingriff ist.
9. Fahrzeugdach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektronische Betätigung zum vollautomatischen Öffnen des beweglichen Dachteils (1) im Bereich der Fahrzeugarmatur im Innern des Fahrzeuges vorgesehen ist.