DE10320171A1

DE10320171A1 - Hardtop-Fahrzeugdach mit zwei starren Dachteilen

Info

Publication number: DE10320171A1
Application number: DE10320171A
Authority: DE
Inventors: Jan Hesse
Original assignee: CTS Fahrzeug Dachsysteme GmbH
Current assignee: Magna Car Top Systems GmbH
Priority date: 2003-05-05
Filing date: 2003-05-05
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2023-05-06
Also published as: DE10320171B4; US20040222659A1; US6913307B2

Abstract

Ein Hardtop-Fahrzeugdach mit zwei starren Dachteilen umfasst eine Dachkinematik und ist zwischen einer Schließposition und einer Ablageposition zu verstellen, in der die Dachteile in einem Ablageraum verstaut sind. Die Dachkinematik umfasst einen Hauptrotationslenker, der über ein Drehgelenk mit der Fahrzeugkarosserie gekoppelt ist. Den Dachteilen ist ein Kinematikträger zugeordnet, der an den Hauptrotationslenker gekoppelt ist. Die beiden Dachteile sind ausschließlich am Kinematikträger gehalten. Weiterhin ist zwischen Hauptrotationslenker und Kinematikträger eine Relativkinematik angeordnet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Hardtop-Fahrzeugdach mit zwei starren Dachteilen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der Druckschrift DE 196 42 154 A1 ist ein Hardtop-Fahrzeugdach bekannt, das zwischen einer den Fahrzeuginnenraum überdeckenden Schließposition und einer Ablageposition zu verstellen ist, in denen die Dachteile des Daches in einem heckseitigen Ablageraum verstaut sind. Das Hardtop umfasst drei Dachteile, die in einer kinematischen Kette zusammenhängen, wobei das hintere Dachteil über ein karosseriefestes Drehlager mit der Fahrzeugkarosserie gekoppelt ist, das mittlere Dachteil über eine Viergelenkkinematik am hinteren Dachteil angebunden ist und das vordere Dachteil über eine weitere Dachteilkinematik mit dem mittleren Dachteil gekoppelt ist. Zum Öffnen des Fahrzeugdaches wird das hintere Dachteil um annähernd 180° um seine karosseriefeste Drehachse nach hinten verschwenkt, zugleich wird das mittlere Dachteil in eine etwa parallele Position unter das hintere Dachteil verschwenkt und das vordere Dachteil auf die Unterseite des mittleren Dachteiles eingeklappt. In Ablageposition liegen alle drei Dachteile übereinander und bilden ein kompaktes Ablagepaket.

Dieses Fahrzeugdach weist den Nachteil auf, dass aufgrund der Kopplung des hinteren Dachteiles über das Drehgelenk an der Fahrzeugkarosserie das hintere Dachteil bei der Ablagebewegung verhältnismäßig weit nach hinten verschwenkt wird, wodurch einerseits ein verhältnismäßig großer Bewegungsraum für das Fahrzeugdach für die Überführung von Schließ- in Ablageposition benötigt wird und andererseits in Ablagestellung das Fahrzeugdach sich weit in Richtung Fahrzeugheck erstreckt, wodurch der zur Verfügung stehende Kofferraum eingeschränkt wird.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Hardtop-Fahrzeugdach in der Weise auszubilden, dass eine raumsparende Überführungsbewegung und Ablagestellung bei geöffnetem Dach möglich ist.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.

Erfindungsgemäß sind die Dachteile des Fahrzeugdaches an einen Kinematikträger gekoppelt, welcher an den Hauptrotationslenker angebunden ist. Der Hauptrotationslenker ist über ein Drehgelenk mit karosseriefester Drehachse an die Fahrzeugkarosserie angebunden und beschreibt bei der Überführungsbewegung des Fahrzeugdaches zwischen Schließ- und Ablageposition gegenüber der Karosserie einen Teilkreis. Der Kinematikträger ist über eine Teilkinematik mit dem Hauptrotationslenker verbunden und kann gegenüber dem Hauptrotationslenker eine Relativbewegung ausführen. Die Relativbewegung zwischen Kinematikträger und Hauptrotationslenker ermöglicht bei der Ablagebewegung des Fahrzeugdaches ein Verstellen der Dachteile relativ zum Hauptrotationslenker in eine ergonomische, raumsparende Position, so dass im Vergleich zu Ausführungen aus dem Stand der Technik sowohl eine weniger raumgreifende Überführungsbewegung als auch eine platzsparendere Ablage realisierbar ist. Die Relativkinematik erlaubt zudem eine kürzere Ausführung des Hauptrotationslenkers, so dass der von dem Hauptrotationslenker bei der Überführungsbewegung beschriebene Teilkreis einen kleineren Radius aufweist und insbesondere in Fahrzeuglängsrichtung weniger Bewegungsraum beansprucht.

Zweckmäßig wird der Kinematikträger bei der Ablagebewegung relativ zum Hauptrotationslenker in Richtung Fahrzeugvorderseite verschoben, um den heckseitigen Kofferraumbereich in geringst möglicher Weise einzuschränken.

Die Überführungsbewegung von Schließ- in Ablageposition erfolgt zweckmäßig in zwei zeitlich aufeinander folgenden Bewegungsabschnitten. Zunächst werden in einem ersten Bewegungsabschnitt zu Beginn der Ablagebewegung die Dachteile in eine übereinander liegende Position versetzt, wodurch ein Dachteilpaket gebildet wird. In diesem ersten Bewegungsabschnitt verbleibt der Hauptrotationslenker zunächst noch in seiner der Schließposition des Fahrzeugdaches zugeordneten Position. Anschließend wird im nächsten, zweiten Bewegungsabschnitt das Dachteilpaket ohne Relativbewegung zwischen den Dachteilen allein durch Verstellung des Hauptrotationslenkers in den Ablageraum hineinverschwenkt. Die Relativbewegung zwischen Hauptrotationslenker und Kinematikträger wird vorteilhaft nur während des ersten Bewegungsabschnittes durchgeführt; es kann aber auch zweckmäßig sein, diese Relativbewegung während des ersten und zweiten oder nur während des zweiten Bewegungsabschnittes – Bewegung des Hauptrotationslenkers – durchzuführen.

In einer vorteilhaften Ausführung ist das vordere Dachteil über eine vordere Dachteilkinematik mit dem Kinematikträger verbunden, wobei diese Dachteilkinematik zweckmäßig als Viergelenkkinematik ausgeführt ist. Das hintere Dachteil kann dagegen fest bzw. unbeweglich mit dem Kinematikträger gekoppelt sein, so dass das hintere Dachteil lediglich über die Relativkinematik zwischen Hauptrotationslenker und Kinematikträger eine Relativbewegung bezüglich des Hauptrotationslenkers ausführen kann. Gegebenenfalls kann es aber auch zweckmäßig sein, auch zwischen hinterem Dachteil und Kinematikträger eine Dachteilkinematik vorzusehen.

Das Hardtop-Fahrzeugdach eignet sich insbesondere zur Verwendung in einem Van, bei dem das hintere Dachteil in geschlossenem Zustand sich bis zum Fahrzeugheck erstreckt und an eine Heckklappe angrenzt, die in geschlossenem Zustand annähernd vertikal ausgerichtet ist. Bei abgelegtem Fahrzeugdach ist die gesamte Dachoberseite des Fahrzeuges geöffnet.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
1 ein zweiteiliges Hardtop-Fahrzeugdach in Schließposition für einen Van mit aufrecht stehender Heckklappe,
2 das Fahrzeugdach in einer Zwischenposition bei der Überführung von Schließ- in Ablagestellung,
3 das Fahrzeugdach in Ablagestellung,
4 eine schematische Darstellung des Fahrzeugdaches in verschiedenen Positionen bei der Überführung zwischen Schließ- und Ablagestellung,
5 eine detaillierte Darstellung der Dachkinematik des Fahrzeugdaches,
6 eine weitere detaillierte Darstellung der Dachkinematik.
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Bei dem in 1 dargestellten Fahrzeugdach 1 handelt es sich um ein Hardtop mit zwei in sich starren Dachteilen 2 und 3, die in geschlossenem Zustand in Fahrzeuglängsrichtung hintereinander liegend angeordnet sind und zwischen der in 1 dargestellten Schließposition und einer Ablageposition zu verstellen sind, in welcher das vordere Dachteil 2 und das hintere Dachteil 3 in einem Ablageraum 7 abgelegt sind, welcher sich im Heckbereich des Fahrzeuges unmittelbar über einem Ersatzrad 8 befindet. Der Ablageraum 7 ist von einem Ablageraumdeckel 13 zu verschließen.
Die beiden Dachteile 2 und 3 sind an einem gemeinsamen Kinematikträger 4 gehalten, welcher an einen Hauptrotationslenker 5 gekoppelt ist, der über ein karosseriefestes Drehgelenk 6 schwenkbar mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist, wobei das Drehgelenk 6 eine karosseriefeste, in Querrichtung verlaufende Drehachse besitzt. Zwischen dem Kinematikträger 4 und dem Hauptrotationslenker 5 ist eine Relativkinematik 9 angeordnet, über die der Kinematikträger 4 eine Relativbewegung gegenüber dem Hauptrotationslenker 5 ausführen kann. Diese Relativkinematik 4 ist im Ausführungsbeispiel als Viergelenkkinematik ausgebildet. Der Ablageraum 7 befindet sich zweckmäßig unmittelbar unterhalb des Drehgelenkes 6 des Hauptrotationslenkers 5, so dass bei einer Schwenkbewegung des Hauptrotationslenkers 5 um etwa 180° die Dachteile 2 und 3 in den Ablageraum 7 zu überführen sind.
Das vordere Dachteil 2 ist über eine vordere Dachteilkinematik 10 an den Kinematikträger 4 gekoppelt. Das hintere Dachteil 3 ist dagegen zweckmäßig fest bzw. unbeweglich mit dem Kinematikträger 4 verbunden.
Das Fahrzeug ist als Van ausgeführt und besitzt eine Heckklappe 11, die über eine Heckklappenkinematik nach hinten aufschwenkbar ist und in geschlossenem Zustand annähernd vertikal ausgerichtet ist. Die Heckklappenkinematik befindet sich im unteren Bereich der Heckklappe, so dass die Oberkante der Heckklappe aufzuschwenken ist. In die Heckklappe 11 ist eine Heckscheibe 12 integriert, die zweckmäßig in die Heckklappe 11 einfahrbar ist und in ausgefahrenem Zustand bei geschlossenem Fahrzeugdach an die Hinterkante des hinteren Dachteiles 3 angrenzt.
2 zeigt eine Zwischenposition bei der Überführung des Fahrzeugdaches 1 von der Schließ- in die Ablagestellung. In einem ersten Bewegungsabschnitt wird durch Betätigung der vorderen Dachteilkinematik 10 das vordere Dachteil 2 in eine Position oberhalb des hinteren Dachteiles 3 verschwenkt, so dass die Unterseite des vorderen Dachteiles 2 oberhalb der Dachaußenseite des hinteren Dachteiles 3 liegt und beide Dachteile 2 und 3 ein gemeinsames Dachteilpaket bilden. In einem anschließenden Bewegungsabschnitt wird das Dachteilpaket mit den Dachteilen 2 und 3 durch Verschwenkung des Hauptrotationslenkers 5 um das Drehgelenk 6 um annähernd 180° in den am Boden des Fahrzeuges angeordneten Ablageraum 7 hineinverschwenkt, dessen Ablageraumdeckel 13 zuvor aufgeklappt worden ist. Für ein kollisionsfreies Überführen des Fahrzeugdaches in den Ablageraum 7 ist zudem die Heckklappe 11 nach hinten aufgeklappt worden.
Über die Betätigung der Relativkinematik 9 zwischen Hauptrotationslenker 5 und Kinematikträger 4 kann das Dachteilpaket in Bezug auf den Hauptrotationslenker 5 nach hinten versetzt wer den (bezogen auf die der Schließposition des Daches zugeordneten Stellung des Hauptrotationslenkers). Aufgrund der etwa 180°-Drehbewegung des Hauptrotationslenkers 5 wirkt sich diese Relativbewegung bei abgelegtem Fahrzeugdach in der Weise aus, dass das Dachteilpaket mit den Dachteilen 2 und 3 in Ablageposition gegenüber dem Hauptrotationslenker nach vorne versetzt ist, also in Richtung Fahrzeugvorderseite, wodurch in Fahrzeuglängsrichtung gesehen der Platzbedarf reduziert ist.
In 3 ist das Fahrzeugdach in seiner Ablageposition dargestellt, in welcher die Dachteile 2 und 3 einschließlich der Dachteilkinematiken im Ablageraum 7 abgelegt sind und der Ablageraumdeckel 13 wieder geschlossen ist. Aufgrund der etwa 180°-Drehbewegung des Hauptrotationslenkers 5 liegen beide Dachteile 2 und 3 mit ihrer Dachaußenseite nach unten im Ablageraum. Die Heckklappe 11 kann nach dem Ablegen des Fahrzeugdaches 1 wieder in ihre Schließposition überführt werden.
In der schematischen Darstellung gemäß 4 sind die Dachteile 2 und 3 als übereinander liegendes Dachteilpaket in verschiedenen Bewegungsphasen während der Überführung von Schließ- in Ablageposition dargestellt. Für die Vorderkante des oben liegenden, vorderen Dachteiles 2 ist die Bewegungsbahn bzw. die Trajektorie 14 dargestellt, die von der Vorderkante bei der Überführung in Ablageposition ausgeführt wird. Die Bewegungsbahn 14 ist aufgrund der reinen Drehbewegung des Hauptrotationslenkers um das Drehgelenk 6 als Teilkreis, insbesondere etwa als Halbkreis ausgeführt. 4 ist auch zu entnehmen, dass die Überführungsbewegung des Fahrzeugdaches entlang der Bewegungsbahn 14 von dem gesamten Dachteilpaket durchgeführt wird und dass während dieser Überführungsbewegung die Relativposition zwischen den beiden Dachteilen 2 und 3 nicht mehr verändert wird.
Insgesamt gliedert sich die Öffnungsbewegung des Fahrzeugdaches in zwei Bewegungsabschnitte: Zunächst wird bei unveränderter Position des Hauptrotationslenkers 5 das Dachteilpaket mit übereinander liegenden Dachteilen 2 und 3 gebildet, anschließend wird im zweiten Bewegungsabschnitt das Dachteilpaket entlang der Bewegungsbahn in den Ablageraum überführt.
In den 5 und 6 ist die Relativkinematik 9 zwischen Hauptrotationslenker 5 und Kinematikträger 4 sowie die vordere Dachteilkinematik 10 zwischen vorderem Dachteil 2 und Kinematikträger 4 im Detail dargestellt. Die Relativkinematik 9 ist als Viergelenkkinematik ausgeführt und umfasst zwei Steuerlenker 15 und 16, die jeweils an dem oberen, dem Drehgelenk 6 abgewandten Abschnitt am Hauptrotationslenker 5 sowie am Kinematikträger 4 gelenkig gekoppelt sind. Die vordere Dachteilkinematik 10 umfasst ebenfalls eine Viergelenkkinematik mit einem Steuerlenker 17 und einem Hauptlenker 18. Der Steuerlenker 17 ist einenends schwenkbar mit dem vorderen Dachteil 2 und anderenends schwenkbar mit dem Kinematikträger 4 verbunden. Der Hauptlenker 18 ist ebenfalls einenends schwenkbar mit dem vorderen Dachteil 2 und anderenends schwenkbar mit dem Kinematikträger 4 verbunden. Wie der in 6 mit gestrichelter Linie zugeordneter Einzeldarstellung weiter zu entnehmen, ist der Hauptlenker 18 der vorderen Dachteilkinematik 10 als Dreieckslenker ausgeführt und besitzt ein zusätzliches mittleres Drehgelenk, über das eine Kopplung an eine Übertragungskinematik zur Bewegungsübertragung zwischen Relativkinematik 9 und vorderer Dachteilkinematik 10.
Diese Übertragungskinematik umfasst einen Umlenklenker 19, einen kurzen Steuerlenker 20 sowie einen Aufstelllenker 21. Das mittlere Drehgelenk des Hauptlenkers 18 der vorderen Dachteilkinematik 10 ist schwenkbeweglich mit dem kurzen Steuerlenker 20 gekoppelt, der über ein weiteres Drehgelenk schwenkbar mit dem Umlenklenker 19 verbunden ist. Dieser Umlenklenker 19 ist ebenfalls zusätzlich in Einzeldarstellung gezeigt und, wie der Einzeldarstellung zu entnehmen, als Dreieckslenker mit insgesamt drei Drehgelenken ausgeführt. Mit einem äußeren Drehgelenk ist der Umlenklenker 19 mit dem kurzen Steuerlenker 20 gekoppelt, über das mittlere Drehgelenk erfolgt die Kopplung an dem Kinematikträger 4 und über das gegenüberliegende, äußere Drehgelenk ist der Umlenklenker 19 schwenkbar mit dem Aufstelllenker 21 verbunden. Der Aufstelllenker 21 ist mit seinem dem Umlenklenker 19 abgewandten Ende über ein Drehgelenk schwenkbar mit dem vorderen Steuerlenker 15 der Relativkinematik 9 gekoppelt. Dieser Steuerlenker 15 ist ebenfalls zusätzlich einzeln dargestellt und besitzt insgesamt drei Drehgelenke, von denen ein erstes stirnseitiges Drehgelenk dem Hauptrotationslenker 5, das mittlere Drehgelenk dem Kinematikträger 4 und das zweite, stirnseitige Drehgelenk dem Aufstelllenker 21 zugeordnet ist. Der Aufstelllenker 21 ist zudem in Führungsnuten bzw. Langlöchern verschieblich gehalten, die in den Kinematikträger 4 eingebracht sind.
Die Bewegungsübertragung zwischen Relativkinematik 9 und vorderer Dachteilkinematik 10 läuft folgendermaßen ab:
Eine Verstellbewegung der Relativkinematik 9 wird über den verschieblich gelagerten Aufstelllenker 21 in eine Schwenkbewegung des Umlenklenkers 19 um dessen mittleres, am Kinematikträger 4 gehaltenes Drehgelenk umgesetzt, woraufhin der mit dem Umlenklenker 19 drehbar gekoppelte, kurze Steuerlenker 20 eine auf den Hauptlenker 18 zu übertragende Steuerbewegung ausführt. Der Hauptlenker 18 – und damit auch der Steuerlenker 17 der vorderen Dachteilkinematik 10 – übt daraufhin eine Schwenkbewegung aus, wodurch das vordere Dachteil 2 angehoben und über das hintere Dachteil 3 verschwenkt wird. Zugleich wird aufgrund der Bewegung der Relativkinematik 9 der Kinematikträger 4 relativ zum Hauptrotationslenker 5 zurückverschwenkt.

Claims

Hardtop-Fahrzeugdach mit zwei starren Dachteilen, die über eine Dachkinematik an die Fahrzeugkarosserie angekoppelt sind und zwischen einer Schließposition und einer Ablageposition zu verstellen sind, in der die Dachteile (2, 3) in einem Ablageraum (7) verstaut sind, wobei die Dachkinematik einen Hauptrotationslenker (5) umfasst, der über ein Drehgelenk (6) mit der Fahrzeugkarosserie gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass den Dachteilen (2, 3) ein Kinematikträger (4) zugeordnet ist, der an den Hauptrotationslenker (5) gekoppelt ist, wobei die beiden Dachteile (2, 3) ausschließlich am Kinematikträger (4) gehalten sind, und dass zwischen Hauptrotationslenker (5) und Kinematikträger (4) eine eine Relativbewegung ermöglichende Relativkinematik (9) angeordnet ist.
Hardtop-Fahrzeugdach nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kinematikträger (9) bei der Überführung des Fahrzeugdaches (1) von Schließ- in Ablageposition derart um sein karosseriefestes Drehgelenk (6) schwenkbar ist, dass die in Schließposition nach außen weisende Dachaußenseite der beiden Dachteile (2, 3) in Ablageposition dem Boden des Ablageraums (7) zugewandt sind.
Hardtop-Fahrzeugdach nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Relativkinematik (9) zwischen Hauptrotationslenker (5) und Kinematikträger (4) als Viergelenkkinematik ausgeführt ist.
Hardtop-Fahrzeugdach nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen vorderem Dachteil (2) und Kinematikträger (4) eine vordere Dachteilkinematik (10) zur Ausführung einer Relativbewegung angeordnet ist.
Hardtop-Fahrzeugdach nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Dachteilkinematik (10) mit der Relativkinematik (9) zwischen Hauptrotationslenker (5) und Kinematikträger (4) zwangsgekoppelt ist.
Hardtop-Fahrzeugdach nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das hintere Dachteil (3) unbeweglich mit dem Kinematikträger (4) verbunden ist.
Hardtop-Fahrzeugdach nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das vordere Dachteil (2) und das hintere Dachteil (3) bei der Überführung des Fahrzeugdaches (1) von Schließ- in Ablageposition in eine parallele, übereinander liegende Position verbracht werden.
Hardtop-Fahrzeugdach nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das vordere Dachteil (2) und das hintere Dachteil (3) zu Beginn der Überführungsbewegung zunächst von Schließ- in Abla geposition übereinander gelegt werden und anschließend als Dachteilpaket gemeinsam in den Ablageraum (7) abgesenkt werden.
Hardtop-Fahrzeugdach nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das vordere Dachteil (2) bei der Überführung von Schließ- in Ablageposition in eine Stellung oberhalb der Dachaußenseite des hinteren Dachteiles (3) überführbar ist.
Hardtop-Fahrzeugdach nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine in geschlossenem Zustand vertikale Heckklappe (11) am Fahrzeug an das hintere Dachteil (3) in Schließposition angrenzt.
Hardtop-Fahrzeugdach nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Heckklappe (11) zum Öffnen bzw. Ablegen des Fahrzeugdaches (1) nach hinten aufklappbar ist.