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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Hardtop-Fahrzeugdach mit drei starren
Dachteilen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Ein
Cabriolet-Fahrzeug mit einem dreiteiligen Hardtop-Fahrzeugdach ist
aus der Druckschrift
DE
199 62 070 A1 bekannt. Das Hardtop-Fahrzeugdach besteht
aus drei in sich starren Dachteilen, die in der den Fahrzeuginnenraum überdeckenden Schließposition
hintereinander liegen und in Ablageposition in einem heckseitigen
Verdeckkasten abgelegt sind. Zur Überführung des Fahrzeugdaches zwischen
Schließposition
und Ablageposition ist eine Dachteilkinematik vorgesehen, die als
Mehrgelenkkinematik mit einer Mehrzahl schwenkbeweglich verbundener
Lenker ausgeführt
ist. Das hintere und das mittlere Dachteil sind über eine Viergelenkkinematik schwenkbar
an die Fahrzeugkarosserie angebunden, das vordere Dachteil ist über eine
weitere Viergelenkkinematik mit dem mittleren Dachteil verbunden
und gegenüber
diesem zu verstellen. Um eine kinematisch eindeutig festgelegte
Zwangsführung
zu ermöglichen,
ist die Viergelenkkinematik des vorderen Dachteiles über einen
zusätzlichen
Lenker mit dem mittleren Dachteil verbunden. Auf diese Weise wird
bei einem Antrieb eines Hauptlenkers des ersten, karosserieseitig
angeschlagenen Viergelenks eine kinematisch zwangsgeführte Bewegung aller drei
Dachteile zur Überführung des
Fahrzeugdaches zwischen Schließ-
und Ablageposition erreicht.
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In
Ablageposition bilden die Dachteile ein übereinander gestapeltes Dachteilpaket,
in welchem die Dachteile von unten nach oben in der Reihenfolge hinteres
Dachteil, mittleres Dachteil und vorderes Dachteil übereinander
liegen. Da das hintere Dachteil fest mit einem der karosserieseitigen
Hauptlenker verbunden ist, führt
das hintere Dachteil bei der Ablagebewegung eine Schwenkbewegung
von etwa 180° durch
und liegt in Ablagestellung mit der Dachaußenseite nach unten in dem
Verdeckkasten. Das vordere und das mittlere Dachteil werden dagegen
in gleicher Orientierung wie in Schließposition abgelegt. Aufgrund
der gegenläufigen
Ablage von hinterem Dachteil gegenüber vorderem und mittlerem
Dachteil beansprucht das Dachteilpaket in Ablageposition einen verhältnismäßig großen Ablageraum.
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Die
DE 196 42 152 A1 beschreibt
ebenfalls ein Hardtop-Fahrzeugdach
mit drei starren Dachteilen. Das vordere und das mittlere Dachteil
sind über Gelenkverbinder
miteinander verbunden. Nachteilig ist dabei, dass im Laufe der Verlagerung
der einzelnen Dachteile Lenker festgestellt werden müssen und
die Bewegungsrichtung einer Kraftquelle zum Antrieb des Fahrzeugdachs
mehrfach geändert
werden muss.
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Die
DE 196 42 154 A1 schlägt ein Konzept mit
drei Lenkern vor. Das vordere Dachteil ist schwenkbar an dem mittleren
Dachteil gelagert und wird von einem vorderen Lenker angesteuert.
Nachteilig ist daran, dass das vordere Dachteil bei der Ablagebewegung
eine Schwenkbewegung von etwa 180° relativ
zum mittleren Dachteil durchführt
und daher in Ablagestellung als einziges Dachteil mit der Dachaußenseite
nach oben in dem Verdeckkasten liegt. Aufgrund der gegenläufigen Ablage
des vorderen Dachteils gegenüber
den anderen Dachteilen beansprucht das Dachteilpaket in Ablageposition
einen verhältnismäßig großen Ablageraum.
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Der
Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Hardtop-Fahrzeugdach mit
drei starren Dachteilen zu schaffen, die mit geringem konstruktiven
Aufwand und in einfacher Weise zwischen Schließ- und Ablageposition zu überführen sind
und nur einen verhältnismäßig geringen
Ablageraum beanspruchen.
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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 Hardtop-Fahrzeugdach
besitzt eine Mehrgelenkkinematik, die als eine die drei Dachteile
verbindende Siebengelenkkinematik ausgeführt ist und drei Steuerlenker
umfasst. Von diesen drei Steuerlenkern ist ein vorderer Steuerlenker
einenends schwenkbar mit dem vorderen Dachteil und anderenends schwenkbar
mit dem mittleren Dachteil gekoppelt. Der mittlere Steuerlenker
ist einenends schwenkbar mit dem vorderen Dachteil, anderenends
schwenkbar mit dem hinteren Dachteil und zusätzlich – in einem mittleren Abschnitt – schwenkbar
mit dem mittleren Dachteil gekoppelt. Schließlich ist der hintere Steuerlenker
einenends schwenkbar mit dem mittleren Dachteil und anderenends
schwenkbar mit dem hinteren Dachteil verbunden.
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Diese
Konfiguration ermöglicht
es, mit nur drei Steuerlenkern, die untereinander bzw. mit den Dachteilen
schwenkbar verbunden sind, eine Siebengelenkkinematik zu realisieren,
mit deren Hilfe eine kinematisch eindeutig festgelegte Relativbewegung
zwischen den drei Dachteilen bei der Überführung zwischen Schließ- und Ablageposition
gewährleistet
ist. Die Siebengelenkkinematik ist einfach aufgebaut und ermöglicht eine
Stapelung der drei Dachteile in Ablageposition in übereinander
liegender Weise. Zudem erlaubt die Siebengelenkkinematik eine gleichsinnige
Ablage der Dachteile, insbesondere mit nach oben weisender Dachaußenseite,
so dass die Orientierung der Dachteile in Schließposition mit der Orientierung
in Ablageposition identisch ist. Die gleichsinnige Ausrichtung aller
Dachteile verringert das Ablagemaß, so dass ein geringerer Ablageraum erforderlich
ist und auch bei abgelegtem Fahrzeugverdeck ein größerer Kofferraum
zur freien Verfügung
steht.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführung
ist die Siebengelenkkinematik über
eine Stellkinematik an die Fahrzeugkarosserie angebunden. In dieser
Ausführung
ist die Siebengelenkkinematik nicht unmittelbar an die Fahrzeugkarosserie
gekoppelt, vielmehr ist die Stellkinematik zwischen Siebengelenkkinematik
und Fahrzeugkarosserie zwischengeschaltet. An der Stellkinematik
greift zweckmäßig ein
Stellantrieb, beispielsweise ein hydraulischer Stellzylinder an.
Die Stellkinematik ermöglicht
eine zusätzliche
Relativbewegung der Dachteile gegenüber der Fahrzeugkarosserie.
Zusätzliche
Bewegungsfreiheitsgrade werden zweckmäßig durch Koppellenker gebunden,
um eine kinematisch eindeutig festgelegte Ablage- bzw. Schließbewegung
zu ermöglichen.
Die Verwendung einer zusätzlichen
Stellkinematik erlaubt es, verschiedenartige Trajektorien bei der
Ablagebewegung des Fahrzeugdaches zu realisieren.
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Die
Stellkinematik ist beispielhaft als Viergelenkkinematik ausgeführt, die
zwei an der Fahrzeugkarosserie gelenkig angeschlagene Hauptlenker
umfasst, welche auf ihrer der Fahrzeugkarosserie abgewandten Seite
schwenkbeweglich mit der Siebengelenkkinematik bzw. unmittelbar
mit den Dachteilen verbunden sind. Zur Kopplung überzähliger Bewequngsfreiheitsgrade
können
die beiden Hauptlenker über
einen zwischenliegenden Koppellenker miteinander verbunden sein,
der im Bereich seiner beiden Stirnseiten drehbar mit jeweils einem
Hauptlenker der Stellkinematik verbunden ist. Diese Ausführung ermöglicht es
zudem, nur einen der beiden Hauptlenker über den Stellantrieb des Fahrzeugdaches
zu verschwenken, da diese Stellbewegung über den Koppellenker auch auf
den zweiten Hauptlenker übertragen
wird.
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Es
kann zweckmäßig sein,
an der Fahrzeugkarosserie eine Konsole vorzusehen, die die Stellkinematik
und zweckmäßig auch
den Stellantrieb aufnimmt. Diese Konsole kann unbeweglich oder auch relativbeweglich
gegenüber
der Fahrzeugkarosserie gehalten sein. Die Verwendung der Konsole
bietet den Vorteil, dass die Stellkinematik als auf die Konsole
vormontiertes Modul in die Fahrzeugkarosserie eingesetzt und die
Konsole mit geringem Aufwand mit der Fahrzeugkarosserie verbunden
werden kann.
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In
bevorzugter Ausführung
werden Stellkinematik und Siebengelenkkinematik kombiniert eingesetzt.
Es kann aber auch zweckmäßig sein,
die beschriebene Stellkinematik, bei der im Falle einer Ausführung als
Viergelenkkinematik mit zwei Hauptlenkern diese mit unterschiedlichen
Dachteilen gekoppelt sind, unabhängig
von der Siebengelenkkinematik einzusetzen.
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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 schematisch dargestelltes Hardtop-Fahrzeugdach
in Schließposition
mit drei hintereinander angeordneten, starren Dachteilen, die untereinander über eine Siebengelenkkinematik
gekoppelt und über
eine Stellkinematik mit der Fahrzeugkarosserie verbunden sind,
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2 das
Fahrzeugdach in einer ersten Zwischenposition bei der Überführung von
Schließ-
in Ablagestellung,
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3 das
Fahrzeugdach in einer zweiten, weiter fortgeschrittenen Zwischenposition
bei der Überführung in
Ablageposition,
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4 das
Fahrzeugdach in Ablageposition, in der die Dachteile ein übereinander
gestapeltes und in einem Verdeckkasten abgelegtes Dachteilpaket bilden.
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In
den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Das
in 1 dargestellte Hardtop-Fahrzeugdach umfasst drei
starre Dachteile 2, 3, 4, die in der gezeigten
Schließposition
des Daches in Fahrzeuglängsrichtung
hintereinander liegend angeordnet sind und eine gemeinsame Dachaußenhaut
bilden. Die Dachteile 2, 3, 4 sind über eine
Siebengelenkkinematik 5 gekoppelt. Weiterhin ist eine Stellkinematik 6 vorgesehen, über die
die Dachteile 2, 3, 4 bzw. die Siebengelenkkinematik 5 schwenkbar
an die Fahrzeugkarosserie angekoppelt sind, welche mit der Bezugslinie 8 angedeutet
ist. Die Stellkinematik 6 wird von einem Stellantrieb 18 beaufschlagt
und bei Betätigung
des Stellantriebes zwischen der gezeigten Schließposition und einer Ablageposition
verstellt, in welcher die Dachteile 2 in einem reckseitigen Verdeckkasten
abgelegt sind.
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Die
Siebengelenkkinematik 5 umfasst insgesamt drei Steuerlenker:
einen vorderen Steuerlenker 9, einen mittleren Steuerlenker 10 und
einen hinteren Steuerlenker 11. Weiterhin sind der Siebengelenkkinematik
drei Dachlenker 12, 13 und 14 zugeordnet, an
die die Steuerlenker schwenkbar gekoppelt sind. Die Dachlenker 12, 13 und 14 sind
fest und unbeweglich mit dem vorderen Dachteil 2, dem mittleren Dachteil 3 bzw.
dem hinteren Dachteil 4 verbunden und bilden jeweils einen
Bestandteil des zugeordneten Dachteils.
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Der
vordere Steuerlenker 9 ist einenends über ein vorderes Drehgelenk 9a schwenkbar
mit dem vorderen Dachlenker 12 und anderenends über ein
hinteres Drehgelenk 9b schwenkbar mit dem mittleren Dachlenker 13 gekoppelt.
Der mittlere Steuerlenker 10 besitzt insgesamt drei Drehgelenke 10a, 10b, 10c,
von denen das vordere Drehgelenk 10a ebenfalls schwenkbar
mit dem vorderen Dachlenker 12 verbunden ist, das mittlere
Drehgelenk 10b schwenkbar mit dem mittleren Dachlenker 13 und das
hintere Drehgelenk 10c schwenkbar mit dem hinteren Dachlenker 14 gekoppelt
ist. Der hintere Steuerlenker 11 weist zwei Drehgelenke 11a und 11b auf, von
denen das vordere Drehgelenk 11a schwenkbar mit dem mittleren
Dachlenker 13 und das hintere Drehgelenk 11b schwenkbar
mit dem hinteren Dachlenker 14 verbunden ist. Somit schafft
der vordere Steuerlenker 9 eine Verbindung zwischen vorderem und
mittlerem Dachlenker 12 bzw. 13, der mittlere Steuerlenker 10 verbindet
alle drei Dachlenker 12, 13 und 14 und
der hintere Steuerlenker 11 koppelt den mittleren und den
hinteren Dachlenker 13 bzw. 14 aneinander. Diese
Siebengelenk kinematik besitzt nur einen Bewegungsfreiheitsgrad,
der durch eine Kopplung mit der Stellkinematik 6 gebunden
wird, so dass die Siebengelenkkinematik 5 bei einer Betätigung der Stellkinematik 6 eine
zwangsgeführte
Bewegung ausübt.
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Die
Stellkinematik 6 umfasst zwei Hauptlenker 15 und 16,
die jeweils einenends über
Drehgelenke 15a bzw. 16a schwenkbar an die Konsole 7 angebunden
sind und anderenends über
weitere Drehgelenke 15b bzw. 16b an den mittleren
Dachlenker 13 des mittleren Dachteiles 3 sowie
den hinteren Dachlenker 14 des hinteren Dachteiles 4 angekoppelt sind.
Zwischen dem ersten, vorderen Hauptlenker 15 und dem zweiten,
hinteren Hauptlenker 16 ist ein Koppellenker 17 angeordnet,
der über
ein vorderes Drehgelenk 17a sowie ein hinteres Drehgelenk 17b schwenkbar
mit den beiden Hauptlenkern 15 und 16 gekoppelt
ist. Der Koppellenker 17 sorgt für eine Bindung eines mechanischen
Freiheitsgrades für
eine kinematisch eindeutig festgelegte Bewegung des Fahrzeugdaches 1 bei
der Überführung zwischen Schließ- und Ablageposition.
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Die
Stellbewegung wird mithilfe des Stellantriebes 18 auf die
Stellkinematik 6 aufgebracht, wobei der Stellantrieb 18 im
Ausführungsbeispiel
als hydraulischer Stellzylinder ausgeführt ist, der auf den vorderen
Hauptlenker 15 einwirkt und diesen um sein Drehgelenk 15a verschwenkt,
welches den vorderen Hauptlenker 15 mit der Konsole 7 koppelt. Über den Koppellenker 17 wird
die Drehbewegung des vorderen Hauptlenkers 15 auf den hinteren
Hauptlenker 16 übertragen.
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Die
Konsole 7 ist zweckmäßig fest
und unbeweglich an die Fahrzeugkarosserie gekoppelt. Gegebenenfalls
kann es aber auch zweckmäßig sein,
zwischen Konsole 7 und Fahrzeugkarosserie 8 einen Relativfreiheitsgrad
vorzusehen, der eine zusätzliche Bewegungsmöglichkeit
des Fahrzeugdaches 1 erlaubt, so dass bei spielsweise mithilfe
eines zusätzlichen
Stellantriebes die Konsole 7 gegenüber der Fahrzeugkarosserie 8 verstellt
werden kann. Im gezeigten Ausführungsbeispiel
ist der Stellantrieb 18 für die Betätigung der Stellkinematik 6 einenends schwenkbeweglich
mit der Konsole 7 und anderenends mit dem vorderen Hauptlenker 15 verbunden.
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Wie
den Zwischenstellungen gemäß den 2 und 3 bei
der Überführung des
Fahrzeugdaches 1 von Schließ- in Ablageposition zu entnehmen,
werden beim Öffnungsvorgang
des Daches die Dachteile 2, 3 und 4 zunächst in
eine annähernd
vertikal aufgestellte Position überführt und
im weiteren Verlauf – bis
zum Erreichen der in 4 dargestellten Ablageposition – wieder
in eine etwa horizontale Position verbracht, in welcher die Dachaußenseite
jedes Dachteiles 2, 3, 4 nach oben weist.
Bei der Ablagebewegung wird ein Dachteilpaket mit übereinander liegenden
Dachteilen in der Reihenfolge vorderes-mittleres-hinteres Dachteil
(von unten nach oben gesehen) gebildet. Das vertikale Aufstellen
der Dachteile 2, 3, 4 (3)
und das anschließende
horizontale Ablegen der Dachteile (4) wird über eine kontinuierliche
Stellbewegung der Stellkinematik 6 ohne Umkehrung der Stellrichtung
erzeugt.