DE19518070A1 - Faltverdeck für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Faltverdeck für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein Faltverdeck ist verschiedenen Einflüssen ausgesetzt. Hier ist zum einen die Fahrgeschwindigkeit zu nennen, aber auch Witterung und Alterung wirken sich auf die Eigenschaften des Faltverdecks aus.

Die Festlegung der Spannung des Verdeckbezuges spielt hierbei eine große Rolle für die Güte des Verdecks. Es tritt jedoch ein Konflikt zwischen verschiedenen Zielen auf.

Hohe Fahrgeschwindigkeiten erfordern zum Beispiel eine straffere Spannung als niedrige, um einem Aufwölben des Faltverdecks durch die aerodynamischen Effekte entgegenzuwirken und es in Form zu halten. Die straffe Spannung führt aber zu einer starken Beanspruchung des Stoffes. Er dehnt sich im Laufe der Zeit und muß in regelmäßigen Abständen bei der Wartung nachgespannt werden. Die Stoffspannung wird auf einen Fahrzustand (Hochgeschwindigkeit) ausgelegt, der gerade angesichts immer größeren Verkehrsaufkommens und vollerer Straßen einen immer kleineren Teil der Gesamtfahrleistung des Fahrzeuges ausmacht. Das Verdeck ist also die meiste Zeit einer unnötig hohen Belastung ausgesetzt.

Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Sonneneinstrahlung können zu einer Dehnung oder Straffung des Verdeckbezugs führen und so die bei der Auslegung angestrebte Spannung verändern. Dies kann dessen Eigenschaften in bezug auf Formstabilität und Flatterneigung negativ beeinflussen.

Ein anderer Aspekt, der mit der Spannung des Verdeckbezuges in engem Zusammenhang steht, sind die Kräfte, die beim Schließen des Verdecks aufzubringen sind. Die größten Kräfte, die auf das Verdeckgestänge wirken, treten in dem Moment direkt vor der Beendigung des Schließvorganges auf. In diesem Moment ist der Stoff zwar schon maximal gespannt, das Verdeckgestänge aber noch nicht im Windschutzscheibenrahmen verriegelt und zusätzlich gestützt. Es muß auf diese Belastungsspitze ausgelegt werden, die im späteren Fahrbetrieb gar nicht mehr erreicht wird. Auch die Motoren, die das Verriegeln des Verdecks übernehmen, müssen entsprechend leistungsfähig sein.

Ein zusätzliches Problem tritt beim Ausfahren eines automatischen Überrollbügels auf, der bei einem Überschlag des Fahrzeuges die Insassen schützen soll. Sein Ausfahrweg ist bei geschlossenem Faltverdeck durch die Verdeckbezugkontur begrenzt und kann nicht voll ausgeschöpft werden.

Aus dem DE-GM 93 02 655 ist ein Faltverdeck für ein Cabriolet Fahrzeug bekannt, wobei zum Spannen- bzw. Entspannen des heckseitigen Verdeckbezuges ein aktives Verstellsystem vorgesehen ist. Dieses wird durch ein den Verdeckbezug untergreifendes Form- und Spannelement und/oder einen schwenkbeweglich festgelegten heckseitigen Spannspriegel gebildet.

Mittels dieses aktiven Verstellsystems lassen sich Herstellungs- und Fertigungstoleranzen in bestimmtem Umfang ausgleichen. Ferner wird beim Schließen des Faltverdecks der Verdeckbezug kurzzeitig entspannt.

Witterungsbedingte, alterungsbedingte und geschwindigkeitsbedingte Änderungen der Verdeckbezugsspannung lassen sich mit diesem Verstellsystem jedoch nicht ausgleichen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verstellsystem für die Verdeckbezugspannung so weiter zu entwickeln, daß das Verstellsystem auch bei den eingangs genannten Verhältnissen wirksam ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patenanspruchs 1 gelöst. Weitere, die Erfindung in vorteilhafter Weise ausgestaltende Merkmale enthalten die Unteransprüche.

Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile sind darin zu sehen, daß durch die geschwindigkeitsabhängige Ausbildung des aktiven Verstellsystems der Verdeckbezug gerade immer so stark gespannt ist, wie es die jeweilige Fahrgeschwindigkeit verlangt. Dadurch wird der Verdeckbezug geschont und seine Lebensdauer erhöht. Durch das zusätzliche passive Verstellsystem werden witterungs- bzw. alterungsbedingte Änderungen der Verdeckbezugspannung selbsttätig kompensiert, d. h. äußere Einflüsse wie Regen, Schnee, Sonneneinstrahlung und unterschiedliche Temperatureinflüsse (± 50°C bis -30°C) auf das Faltverdeck werden bei der Verdeckbezugspannung berücksichtigt.

Das passive Verstellsystem wird durch ein Federelement gebildet, das der Verstellmechanik vorgeschaltet ist. Vorzugsweise wird das Federelement durch mehrere aneinandergesetzte, in einer Führungshülse aufgenommene Tellerfedern gebildet, die eine degressive Kennlinie aufweisen.

Das aktive Verstellsystem umfaßt einen mit dem Verdeckbezug verbundenen heckseitigen Spannspriegel, der unter Vermittlung von wenigstens einem Spanngurt mit einer nachgeschalteten Verstellmechanik in Wirkverbindung steht.

Ferner sind an beiden Längsseiten des Faltverdecks Spannseile vorgesehen, die den Verdeckbezug in Querrichtung spannen und die mit dem heckseitigen Spannspriegel zusammenwirken.

Die Regelung der Verdeckbezugspannung kann mit einer Schnellauslösung kombiniert werden, die gesteuert durch das gleiche Signal, das auch den Überrollbügel auslöst, den Verdeckbezug schlagartig entspannt und so ein höheres Ausfahren des Überrollbügels erlaubt. Hierdurch werden einige Zentimeter Ausfahrweg gewonnen, die den Schutz der Insassen bei einem Überschlag entscheidend verbessern.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht von schräg hinten auf ein Faltverdeck mit einem Verstellsystem zum Spannen bzw. Entspannen des Verdeckbezugs,

Fig. 2 eine Ansicht von der Seite auf Teile des Faltverdecks und des Verstellsystems,

Fig. 3 eine Einzelheit X der Fig. 2 in größerem Maßstab,

Fig. 4 eine Prinzipskizze der Verstellmechanik,

Fig. 5 ein Blockschaltbild der Ansteuerung der Verstellmechanik,

Fig. 6 einen Schnitt durch das passive Verstellsystem,

Fig. 7 die Verstellmechanik in entspannter Stellung,

Fig. 8 die Verstellmechanik in gespannter Stellung,

Fig. 9 die Verstellmechanik in ausgelöster Stellung,

Fig. 10 eine schematische Darstellung des Verdeckbezugs mit der Wirkungsweise des Verstellsystems,

Fig. 11 ein Kraft-Weg Diagramm des verwendeten Federelementes.

Ein Faltverdeck 1 für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, erstreckt sich zwischen einem nicht näher dargestellten Windschutzscheibenrahmen und einem Heckbereich und setzt sich im wesentlichen aus einem Verdeckgestänge 2 und einem an diesem in Lage gehaltenen Verdeckbezug 3 zusammen. Der Verdeckbezug 3 umfaßt in einem hinteren querverlaufenden Abschnitt eine Sichtscheibe 4, die elastisch oder starr ausgebildet sein kann.

Zum Spannen bzw. Entspannen des Verdeckbezuges 3 ist ein Verstellsystem 5 vorgesehen, das sich aus einem aktiven Verstellsystem 6 und einem passiven Verstellsystem 7 zusammensetzt.

Das aktive Verstellsystem 6 umfaßt einen mit dem unteren Rand 8 des Verdeckbezugs 3 fest verbundenen heckseitigen Spannspriegel 9, der an seinen beiden vorne liegenden Enden um eine quer zur Längsrichtung des Fahrzeuges verlaufende, etwa horizontale Drehachse 10 schwenkbar ist. Die Lage der Drehachse 10 soll möglichst weit vorne liegen, um nicht nur den mittleren Bereich des Faltverdecks 1 zu beeinflußen, sondern auch die Partien des Faltverdecks 1 zu spannen, die seitlich hinter dem Dachrahmen 11 liegen. Der Spannspriegel 9 ist unter Vermittlung von wenigstens einem, um ein Umlenkelement 12 herumgeführten Spanngurt 13 mit einer Verstellmechanik 14 verbunden.

Gemäß Fig. 1 sind an einem hinteren, querverlaufenden Abschnitt 15 des Spannspriegels 9 zwei beabstandete Spanngurte 13 nach unten hin weggeführt, die jeweils um ein Umlenkelement 12 herumgeführt und dann nach vorne weitergeführt sind. Beide Spanngurte 13 sind in einem gemeinsamen Verbindungsbereich 16 zusammengeführt und mit einem nachfolgenden Seilzug 17 verbunden, wobei der Seilzug 17 mit dem der Verstellmechanik 14 vorgelegten passiven Verstellsystem 7 in Wirkverbindung steht. Es besteht aber auch die Möglichkeit, daß von jedem Spanngurt 12 ein eigener Seilzug 17 weggeführt ist, wobei das den Spanngurt abgekehrte Ende mit dem passiven Verstellsystem 7 in Wirkverbindung steht.

Das Spannen bzw. Entspannen des Verdeckbezugs 3 in Längsrichtung erfolgt durch eine Schwenkbewegung des Spannspriegels 9.

Zum Spannen bzw. Entspannen des Verdeckbezugs 3 in Querrichtung sind an beiden Längsseiten 18 des Faltverdecks 1 Spannseile 19 vorgesehen (Fig. 3), wobei eine Straffung jedes Spannseils 19 mit dem Schwenken des Spannspriegels 9 gekoppelt ist. Das Spannseil 19 verläuft vom vorderen, formstabilen Dachrahmen 11 bis hinunter zum Bereich des Hauptlagers in einer randseitigen, ösenartigen Aufnahme 20 des Verdeckbezugs 3.

Ab dort wird es von einem Bowdenzug 21 umgelenkt und zu einem am Hauptspriegel 22 drehbar gelagerten Kipphebel 23 geführt (Fig. 3). Der Bowdenzug 21 verläuft zwischen zwei am Hauptspriegel 22 angeschweißten Widerlagern 24, 25. Der Kipphebel 23 greift unter das Formstück 26, das zur Verbindung des Spannspriegels 9 mit dem Spannspriegellenker 27 dient. Das Formstück 26 ist mit einem kleinen Fortsatz 28 versehen, der auf den Kipphebel 23 drückt. Dieser wird von dem Formstück 26 nach unten gedrückt und strafft das Spannseil 19. Auf diese Weise wird das Spannen des Spannseils 19 mit dem Schwenken des Spannspriegels 9 verknüpft.

Das zur selbsttätigen Kompensation von witterungs- bzw. alterungsbedingten Änderungen der Verdeckbezugspannung dienende passive Verstellsystem 7 wird durch zumindest ein Federelement 29 gebildet, das der Verstellmechanik 14 vorgeschaltet ist. Das Federelement 29 wird durch ein Paket von Tellerfedern 30 gebildet, die über eine degressive Kennlinie verfügen. Sie werden so ausgelegt, daß ihr Arbeitsbereich an einem flachen Abschnitt der Kennlinie liegt. Dadurch ergeben sich bei Wegänderungen des Federelements nur geringe Kraftänderungen. Es ist ein gemeinsames Federpaket für beide Seiten vorgesehen. Dadurch wird sichergestellt, daß an beiden Spanngurten 13 die gleiche Kraft wirkt.

Gemäß Fig. 6 werden die einzelnen Tellerfedern 30 von einer Führungshülse 31 aufgenommen. Am einen Ende der Führungshülse 31 sind in zwei Bohrungen 32 die Seilzüge 17 eingehängt. Dies geschieht mittels Haken 33 , die an einer Seite über eine Öffnung verfügen, in die der Seilzug 17 eingesteckt und hartverlötet wird. Das andere Ende des Hakens 33 ist gekröpft, wird durch die Bohrung 32 in der Führungshülse 31 gesteckt und mit einem Sprengring 34 gesichert.

Die aus einem Paket von Tellerfedern 30 gebildete Tellerfedersäule wird belastet durch die Druckplatte 35, die mit der Zugstange 36 verschraubt ist, welche durch eine Bohrung 37 im Boden 38 der Führungshülse 31 reicht. Auf das Ende der Zugstange 36 ist der Zughaken 50 aufgeschraubt, in den der Seilzug 39 eingehängt wird, der zur Verstellmechanik 14 führt (Fig. 6). Die eingezeichneten Pfeile verdeutlichen den Kraftfluß.

Den oberen Anschlag für das Federelement 29 bildet der Niederhalter 40, der aus einer Scheibe mit Außengewinde und Innensechskant und einem aufgeschweißten Ring besteht. Das Außengewinde steht im Eingriff mit einem Innengewinde im oberen Teil der Führungshülse 31. Mit Hilfe eines Inbusschlüssels kann der Niederhalter 40 in der Höhe verstellt werden. Den unteren Anschlag bildet die Distanzhülse 41. Diese umschließt die Zugstange 36 und besitzt im unteren Bereich ein Außengewinde, das mit einem Gewinde in der Bohrung im Fuß der Führungshülse 31 im Eingriffist. Durch Drehen kann auch die Distanzhülse 41 in ihrer Höhe angepaßt werden. Eine Kontermutter 42 sichert die Distanzhülse 41 in ihrer Stellung.

Die Wirkung des Federelementes 29 ist beschränkt auf normale Fahrzustände, bei denen die Verstellmechanik 14 die Vorspannung der Feder bei einem bestimmten Wert konstant hält. Bei höheren Fahrgeschwindigkeiten, aber auch beim kompletten Entspannen des Verdecks zum Öffnen und Schließen wird die Vorspannung verändert. Sie wird erhöht beziehungsweise ganz abgebaut. Dabei wird das gesamte Federpaket in seiner Längsrichtung bewegt. Aus diesem Grunde muß das Federpaket in einer Führung gelagert werden. Diese Führung übernimmt die Halteschale, die am Hilfsrahmen im Heckbereich des Fahrzeugs angebracht ist. Diese Halteschale übernimmt gleichzeitig die Funktion der Widerlager für die von der Gurtumlenkung kommenden Seilzüge und den zur Verstellmechanik 14 führenden Seilzug.

Um die Forderung nach einer totalen Entspannung des Verdeckbezugs 3 während des Öffnens und Schließens des Faltverdecks 1 und die Erhöhung der Spannung bei höheren Fahrgeschwindigkeiten zu realisieren, ist eine Verstellmechanik 14 vorgesehen, die über einen Seilzug 39 die Vorspannung des Federpaketes bei Bedarf erhöht oder ganz aufhebt.

Die Verstellmechanik 14 besteht aus zwei Schlitten 43,44, die auf zwei Leitschienen 45 vor- und zurückgleiten können. An einem der beiden Schlitten, dem Schleppschlitten 44, ist der Seilzug 39 verschraubt. Beim Vor- und Zurückgleiten der Schlitten 43, 44 wird der Seilzug 39 ge- bzw. entspannt.

Beim Öffnen und Schließen des Faltverdecks 1 fahren die Schlitten 43, 44 bis zu dem dem Motor 46 abgewandten Anschlag. Der Seilzug 39 ist freigegeben, der Verdeckbezug 3 entspannt. Nach Verriegelung der Verdeckmechanik im Windschutzscheibenrahmen kann der Verdeckbezug 3 gespannt werden. Die Schlitten 43, 44 fahren in eine bestimmte Position, die der gewünschten Spannung des Verdeckbezugs 3 entspricht. Bei höheren Fachgeschwindigkeiten können die Schlitten 43, 44 weiter angezogen und das Faltverdeck 1 zusätzlich gespannt werden. Das zusätzliche Spannen kann in zwei Stufen erfolgen, z. B. eine teilweise Erhöhung der Spannung für Geschwindigkeiten über 100 km/h und maximale Spannung für Geschwindigkeiten über 200 km/h.

Die Schlitten 43, 44 werden durch eine Spindel 47 angetrieben, die von einem Elektromotor 46 in Drehung versetzt wird. Die Spindel 47 steht nur mit dem ersten Schlitten 43, dem Zugschlitten, in Eingriff und bewegt diesen vor und zurück. Der Schleppschlitten 44 ist mit dem Zugschlitten 43 über eine Hakenelement 48 gekoppelt. Er steht nicht mit der Spindel 47 im Eingriff. Im Normalfall bewegen sich beide Schlitten 43, 44 gemeinsam, der Zugschlitten 43 ist von der Spindel 47 getrieben, der Schleppschlitten 44 ist an den Zugschlitten 43 gekoppelt und strafft den Seilzug 39 oder entspannt ihn.

Im Falle eines Fahrzeugüberschlages muß die Spannung des Verdeckbezuges 3 schlagartig aufgehoben werden, damit die Überrollbügel so hoch wie möglich ausfahren können. Aus diesem Grunde ist die Aufteilung in einen Schlepp- und einen Zugschlitten vorgesehen. Bei Bedarf kann die Koppelung zwischen den beiden Schlitten 43, 44 sofort gelöst werden. Das Hakenelement 48 wird von einem Magnetauslöser 49 betätigt und gibt den Schleppschlitten 44 frei. Der Schleppschlitten 44 kann auf den Leitschienen 45 bis zu seinem Anschlag nach vorn gleiten und der an ihm befestigte Seilzug 39 wird komplett entspannt, so daß der Spannspriegel 9 nach oben schwenken kann.

Im Fahrzeug ist ein nicht näher dargestellter Überschlagsensor installiert, der bei einem drohenden Überschlag ein Signal zum Ausfahren der Überrollbügel gibt. Das gleiche Signal kann auch für die Trennung der beiden Schlitten 43, 44 genutzt werden. So wird das Faltverdeck 1 genau in dem Moment entspannt, in dem die Überrollbügel ausfahren.

Im Falle einer Fehlauslösung kann die Verbindung der beiden Schlitten 43, 44 auf einfache Weise wieder hergestellt werden. Dies geschieht automatisch beim erneuten Öffnen und Schließen des Faltverdecks 1. Der Zugschlitten 43, angetrieben von der Spindel 47, fährt in die Stellung, die er bei entspanntem Faltverdeck 1 einnimmt. Dabei hakt er sich wieder automatisch in den vom Seilzug 39 an den Anschlag gezogenen Schleppschlitten 44 ein. Die Verbindung zwischen beiden Schlitten 43, 44 ist wieder hergestellt. Beim Spannen des Faltverdecks 1 wird der Schleppschlitten 44 erneut vom Zugschlitten 43 in Position gezogen.

Claims (9)

1. Faltverdeck für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen, das sich aus einem Verdeckgestänge und einem an diesem in Lage gehaltenen Verdeckbezug zusammensetzt, wobei zum Spannen bzw. Entspannen des Verdeckbezugs ein aktives Verstellsystem vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das aktive Verstellsystem (6) in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit wirksam ist und daß zusätzlich zum aktiven Verstellsystem (6) ein passives Verstellsystem (7) vorgesehen ist, das selbsttätig witterungs- bzw. alterungsbedingte Änderungen der Verdeckbezugspannung kompensiert.

2. Faltverdeck nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aktive Verstellsystem (6) einen mit dem Verdeckbezug (3) verbundenen heckseitigen Spannspriegel (9) umfaßt, der unter Vermittlung von wenigstens einem um ein Umlenkelement (12) herumgeführten Spanngurt (13) mit einer Verstellmechanik (14) in Wirkverbindung steht.

3. Faltverdeck nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das aktive Verstellsystem (6) ferner auf jeder Längsseite (18) des Faltverdecks (1) ein Spannseil (19) umfaßt, wobei ein unteres, hintenliegendes Ende des Spannseils (19) bzw. eines mit diesem verbundenen Bowdenzugs (21) an einem drehbar gelagerten Kipphebel (23) verankert ist, der mit dem heckseitigen Spannspriegel (9) in Wirkverbindung steht.

4. Faltverdeck nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das passive Verstellsystem (7) durch ein Federelement (29) gebildet wird, das der Verstellmechanik (14) vorgeschaltet ist.

5. Faltverdeck nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (29) durch mehrere aneinandergesetzte in einer Führungshülse (31) aufgenommene Tellerfedern (30) mit degressiver Kennlinie gebildet wird.

6. Faltverdeck nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am querverlaufenden Abschnitt (15) des Spannspriegels (9) zwei mit Abstand zueinander angeordnete Spanngurte (13) angreifen, die über Umlenkelemente (12) umgelenkt sind und über wenigstens einen Seilzug (17) mit dem passiven Verstellsystem (7) in Wirkverbindung stehen.

7. Faltverdeck nach einem oder mehreren der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein vom Federelement (29) nach vorne hin geführter Seilzug (17) mit der Verstellmechanik (14) in Wirkverbindung steht.

8. Faltverdeck nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellmechanik (14) einen Schleppschlitten (44) und einen mit einem Elektromotor (46) zusammenwirkenden Zugschlitten (43) umfaßt, wobei die beiden Schlitten (43, 44) über ein Hakenelement (48) gekoppelt sind.

9. Faltverdeck nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Hakenelement (48) mit einem Magnetauslöser (49) in Wirkverbindung steht, um bei einem Fahrzeugüberschlag eine Schnellauslösung der Verstellmechanik (14) und somit ein Entspannen des Verdeckbezugs (3) zu gewährleisten.