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Die
vorliegende Erfindung befasst sich mit einer Vorrichtung zur Beeinflussung
der Luftströmung im
Bereich der Dachöffnung
eines öffnungsfähigen Fahrzeugdaches
mit einem im Bereich der Vorderkante der Dachöffnung angeordneten Windabweiser, der
an einem dachfesten Rahmen schwenkbar angelenkt und unter dem Einfluss
von Federkraft in eine Betriebsstellung ausstellbar ist gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Vorrichtungen
dieser Art werden heutzutage bei der überwiegenden Zahl der Fahrzeuge
mit öffnungsfähigem Dach
eingesetzt, um den beim Betrieb des Fahrzeugs über das Fahrzeugdach hinwegströmenden Luftstrom
derart abzulenken, dass die beim Fahren mit geöffnetem Fahrzeugdach entstehenden Windgeräusche vermindert
werden.
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Darüber hinaus
hat sich insbesondere bei Fahrzeugen mit mittels eines Schiebe- oder Schiebe-/Hebedeckels
verschließbarer
Dachöffnung
gezeigt, daß sich
besonders bei weit oder ganz geöffnetem
Deckel niederfrequente Luftschwingungen ausbilden. Bei bestimmten
Fahrzeuggeschwindigkeiten wirkt der Fahrzeuginnenraum als Resonator,
so dass sich Luftschwingungen mit beträchtlicher Intensität entwickeln
können,
die von den Fahrzeuginsassen im allgemeinen als sehr störend empfunden
werden und für
die von der Fachwelt der Begriff des „Wummerns" geprägt wurde.
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Nachdem
sowohl die Entstehung störender Fahrtwindgeräusche als
auch das Auftreten von Wummergeräuschen
von mehreren Parametern abhängen,
die sich bei dem Betrieb, des Fahrzeugs ständig ändern können, wie beispielsweise dem Öffnungsgrad
der Dachöffnung
und der Fahrzeuggeschwindigkeit, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, Windabweiser
vorzusehen, bei welchen sich die Strömungsverhältnisse während dem Betrib des Fahrzeugs
verändern
lassen. So ist beispielsweise aus der
DE 198 09 943 A1 ein Windabweiser
für ein Fahrzeugdach
mit einem verschiebbaren Deckel zum wahlweisen Verschließen und
zumindest teilweisen Freigeben einer Dachöffnung bekannt, wobei der Windabweiser
an der Vorderkante der Dachöffnung angeordnet
und unter dem Einfluss von Federkraft in eine Betriebsstellung mittels
seitlich angeordneter Ausstelleinrichtungen ausstellbar ist, die
an einem dachfesten Rahmen schwenkbar angelenkt und durch Verschieben
des Deckels in die Deckelschließ-Stellung
in eine Lage verschwenkbar sind, in welche der Windabweiser in eine
Ruhestellung abgesenkt ist. Unterhalb des verschiebbaren Deckels
ist ein bewegbarer Schiebehimmel vorgesehen, für den ein vom Antrieb des Deckels
unabhängiger
Antrieb vorgesehen ist. Der Windabweiser ist hierbei derart mit
dem Antrieb des Schiebehimmels gekoppelt, dass sich bei ausgestelltem
Windabweiser der Ausstellgrad des Windabweisers mittels des Antriebs
des Schiebehimmels verändern
läßt. Obschon
sich mit dem aus
DE
198 09 943 A1 bekannten Windabweiser die Anströmungsverhältnisse
individuell variieren lassen, ist diese Vorrichtung jedoch insofern
nachteilig, als zur Verstellung des Neigungswinkels des Windabweisers
der Schiebehimmel verfahren werden muß. Bei der bekannten Vorrichtung
werden somit zwei grundsätzlich
voneinander unabhängige
Parameter miteinander verkoppelt, nämlich einerseits die mittels
des Windabweisers beeinflussbare Entwicklung von Windgeräuschen und
andererseits der mittels des Schiebehimmels einzustellende Lichteinfall durch
das Deckelelement, welches bei Verwendung eines Himmelelements in
der Regel transparent ausgeführt
ist.
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Eine
gattungsgemäße Vorrichtung
ist aus der
DE 197
33 871 A1 bekannt. Die die Ausstellbewegung begrenzende
Krafteinleitung erfolgt dort zentral an einer einzigen Stelle, wodurch
es zu unerwünschten
Verformungen des Windabweisers kommen kann, wenn dieser wie üblich aus
Gewichtsgründen
nur eine geringe Steifigkeit aufweist.
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Bei
einem weiteren aus der
DE
195 49 200 A1 bekannten Windabweiser ist die Mechanik als Scherenanordnung
ausgelegt, die im Mittelabschnitt des Windabweiserblattes angeordnet
ist und über
einen Spindelantrieb betätigt
wird.
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Angesichts
der bei den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen auftretenden
Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
zur Beeinflussung der Luftströmung
im Bereich der Dachöffnung
eines öffnungsfähigen Fahrzeugdaches
bereitzustellen, mittels welcher sich die Anströmungsverhältnisse des über das
Fahrzeugdach hinwegströmenden
Luftstroms nach Belieben verändern
lassen, ohne andere Funktionen des Daches nachteilig zu beeinflussen und
die auf relativ einfache Weise eine verbesserte Krafteinleitung
in den Windabweiser gestattet.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 gelöst. Dabei
ist mindestens ein von der Verstellmechanik anderer beweglicher
Dachkomponenten unabhängiger
Anschlag vorgesehen, um die Ausstellbewegung des Windabweisers zu
begrenzen, und ferner eine Verstelleinrichtung vorgesehen, um die
Position des Anschlags und damit den Ausstellgrad des Windabweisers
zu verändern.
Bei der vorgeschlagenen Lösung
lässt sich
somit der Neigungswinkel des ausgestellten Windabweisers durch Positionierung
des Anschlages für
den federbelasteten Windabweiser einstellen, ohne dass hierbei die
Einstellung anderer beweglicher Dachkomponenten, insbesondere eines zum
Verschließen
oder mindestens teilweisen Freigeben der Dachöffnung vorgesehenen Deckelelements oder
eines gegebenenfalls vorgesehenen Himmelelements, verändert werden
müsste.
Das Verfahren des Anschlags erfolgt mittels einer elektronischen
Steueranordnung zum Ansteuern des Stellmotors in Abhängigkeit
von voreinstellbaren oder frei wählbaren
Parametern, so dass sich eine automatische Anpassung des Ausstellgrades
des Windabweisers an die jeweilige Betriebssituation realisieren läßt. Hierbei
weist die Hebelmechanik zwei im wesentlichen spiegelsymmetrische
Hebelbauteile auf, die im Bereich der Vorderkante der Dachöffnung derart
angelenkt sind, dass ein Ende jedes Hebelbauteils jeweils einen
Anschlag für
den Windabweiser bildet, während
das jeweils andere Ende des Hebelbauteils mit der Verstelleinrichtung,
insbesondere mit dem Stellmotor, gekoppelt ist. Bei der Erfindung
sind mehrere Anschläge
vorgesehen; wobei die Verstelleinrichtung eine Hebelmechanik umfasst,
um simultan die Position aller Anschläge einzustellen. Auf diese
Weise lässt
sich der Windabweiser gleichmäßiger über die
gesamte Breite der Dachöffnung
einstellen. Unerwünschte
Flatterbewegungen des Windabweisers, wie sie bei Vorsehen nur eines
Anschlages, insbesondere bei höheren
Geschwindigkeiten auftreten könnten,
werden durch das Bereitstellen mehrerer Anschläge wirkungsvoll vermieden.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Insbesondere
bei Fahrzeugdächern
mit einem verschiebbaren Deckelelement zum wahlweisen Verschließen oder
mindestens teilweisen Freigeben der Dachöffnung bei welchen das Deckelelement an
seitlich entlang der Dachöffnung
verlaufenden Schienen oder dergleichen geführt ist, ist die Verstelleinrichtung
vorzugsweise in dem dachfesten Rahmen im Bereich der Vorderkante
der Dachöffnung
angeordnet, so dass eine Beeinträchtigung
der Verschiebebewegung des Deckelelements von vorneherein ausgeschlossen
wird, bzw. sich mit relativ einfachen Mitteln verhindern lässt.
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Insbesondere
kann eine mit der elektronischen Steueranordnung gekoppelte Sensorik
zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder des Dachöffnungsgrades
vorgesehen sein, wobei in vielen Fällen bereits am Fahrzeug vorhandene
Komponenten genutzt werden können,
wie z.B. ein von der Bordelektronik ohnehin bereitgestelltes Fahrzeuggeschwindigkeitssignal
sowie ein von dem Antriebsmotor eines zum Verschließen der
Dachöffnung
vorgesehenen Deckelelements bereitgestelltes Positionssignal des
Deckelelements. Alternativ zu einem Sensor für die Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit kann
auch ein Sensor zur Ermittlung der Fahrtwindgeschwindigkeit oder
des Staudrucks vorgesehen sein.
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Vorzugsweise
ist an dem Windabweiser ein Mitnehmer angebracht, der mit dem Anschlag
zusammenwirkt, wobei es in diesem Fall besonders vorteilhaft ist,
wenn der Mitnehmer auf einem mit dem Windabweiser zusammenwirkenden
schwenkbaren Hebelarm montiert ist und ein Widerlager vorgesehen
ist, welches einem Verschwenken des Hebelarms entgegenwirkt, wenn
der Anschlag mit dem Mitnehmer in Eingriff steht, um den Ausstellgrad
des Windabweisers zu begrenzen, welcher jedoch ein Verschwenken
des Hebelarms zulässt,
wenn der Windabweiser in seine Ruhestellung abgesenkt wird. Bei
dieser Ausgestaltung der vorgeschlagenen Windabweiservorrichtung
lässt sich
die Bauhöhe
der Vorrichtung auf ein Minimum beschränken, was insbesondere bei
Fahrzeugdächern
von Bedeutung ist, bei welchen der Windabweiser in einen die Dachöffnung umgebenden
festen Dachrahmen absenkbar ausgebildet ist. Derartige Ausgestaltungen
finden insbesondere bei Fahrzeugdächern Anwendung, die eine in
einer festen Dachfläche
vorgesehene Dachöffnung sowie
ein Deckelelement zum Verschließen
oder mindestens teilweisen Freigeben der Dachöffnung haben, z.B. Schiebedächer oder
Schiebehebedächer,
und wobei die Windabweiservorrichtung so ausgebildet ist, dass der
Windabweiser in seiner Ruhestellung in den die Dachöffnung umgebenden dachfesten
Rahmen abgesenkt ist und das Deckelelement, wenn die Dachöffnung verschlossen
ist, den Windabweiser überdeckt.
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Bei
einem derartigen Fahrzeugdach ist es besonders vorteilhaft, wenn
mindestens ein mit dem Deckelelement verbundener Niederhalter vorgesehen
ist, der bei einer Schließbewegung
des Deckelelements für
ein Absenken des Windabweisers sorgt.
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Die
Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht,
teilweise in aufgebrochener Ansicht, eines Fahrzeugdaches mit einer
erfindungsgemäßen Windabweiservorrichtung;
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2 eine perspektivische Ansicht
einer Verstelleinrichtung zur Einstellung der Höhenlage des in 1 dargestellten Windabweisers;
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3 eine Schnittansicht durch
die Vorderkante der Dachöffnung
aus 1;
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4 eine Ansicht der Verstelleinrichtung,
in welcher die simultane Verstellung zweier Anschläge veranschaulicht
ist;
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5 eine schematische Seitenansicht
des Windabweisers aus 1;
und
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6 ein schematisches Schaltungsdiagramm,
welches die Verschaltung einer Verstellanordnung mit elektronischer
Steuerung zur Höhenverstellung
des Windabweisers veranschaulicht.
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Gemäß 1 ist in der festen Dachfläche 10 eines
Fahrzeugdaches eine Dachöffnung 12 vorgesehen,
die mittels eines Deckelelements 14 wahlweise verschlossen
oder mindestens teilweise freigegeben werden kann. Hierbei ist das
Deckelelement 14 seitlich in einem die Dachöffnung umgebenden
Rahmen 16 geführt,
in dessen vorderem Bereich ein Windabweiser 18 angelenkt
ist. Wie insbesondere auch aus der 5 hervorgeht,
sind die hinteren Enden des die Vorderkante der Dachöffnung sowie
Teile der Seitenbereiche der Dachöffnung umgebenden Windabweisers 18 gelenkig
im Bereich des Dachrahmens 16 angeordnet. Der Windabweiser 18 wird
mittels eines Federelements 20 nach oben ausgestellt, sobald
keine nach unten gerichtete Haltekraft auf den Windabweiser wirkt.
Gemäß 5 kann hierbei ein mit dem
Deckelelement 14 verbundener Niederhalter 22 vorgesehen
sein, der bei einer Schließbewegung des
Deckelelements 14 für
ein Absenken des Windabweisers 18 sorgt.
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Wie
aus 1 und insbesondere
der Schnittansicht gemäß 3 ersichtlich ist, weist
der Windabweiser 18 im Bereich seiner vorderen Unterkante zwei
Mitnehmer 24 auf, die von dem Windabweiser nach vorne unter
die feste Dachhaut 10 abstehen. Um die Höhenlage
des Windabweisers 18 den jeweiligen Betriebsgegebenheiten,
wie z.B. insbesondere der Fahrzeuggeschwindigkeit, anzupassen, ist
eine allgemein mit 26 bezeichnete Verstelleinrichtung vorgesehen,
die für
jeden Mitnehmer 24 einen Anschlag 28 umfasst,
mittels dem der Mitnehmer 24 und damit der Windabweiser 18 entgegen
der Kraft des Federelements 20 nach unten gedrückt werden
kann.
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Um
ein gleichmäßiges Absenken
des Windabweisers 18 über
dessen gesamte Breite quer zur Dachöffnung 12 zu gewährleisten,
sind an dem Windabweiser 18 zwei Mitnehmer 24 angebracht.
Die Verstelleinrichtung 26 umfasst gemäß den 2 und 4 eine
Hebelmechanik mit zwei im wesentlichen spiegelsymmetrischen Stellwippen 48,
die im Dachrahmen 16 entlang der Vorderkante der Dachöffnung 12 angeordnet
sind. Ein Stellmotor 42 ist mittig mit Bezug auf die Dachöffnung 12 im
Dachrahmen 16 angeordnet und treibt einen Stellhebel 52 an,
der jeweils mit einem Ende der beiden Stellwippen 48 in
Eingriff steht. Wenn, wie in 4 in
ausgezogenen Linien gezeigt ist, der Stellhebel 52 in seiner
unteren Stellung steht, befinden sich die jeweils gegenüberliegenden
Enden der Stellwippen 48, deren Enden die Anschläge 28 bilden,
in ihrer oberen Stellung. Wird der Stellmotor 42 angetrieben
und dadurch der Stellhebel 52 nach oben verlagert, so werden
die Stellwippen 48 so um ihre Drehachsen 54 verkippt,
dass die die Mitnehmer 24 bildenden Enden der Stellwippen 48 nach
unten verlagert werden, wie dies in 4 in gestrichelten
Linien dargestellt ist. Hierbei drücken die Anschläge 28 die
mit dem Windabweiser 18 verbundenen Mitnehmer 24 und
damit den Windabweiser 18 selbst nach unten.
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Die
Ansteuerung des Stellmotors 42 kann hierbei über eine
Steuerelektronik 30 erfolgen, wie sie schematisch in 6 angedeutet ist. Gemäß 6 umfasst die Steuerelektronik 30 eine
Sensorik 32 zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit,
wobei ein entsprechendes Geschwindigkeitssignal gegebenenfalls direkt
von der Bordelektronik 34 des Fahrzeugs abgeleitet werden
kann, da bei vielen heutigen Fahrzeugtypen ohnehin ein elektronisches Fahrzeuggeschwindigkeitssignal
erzeugt wird. Des weiteren umfasst die Steuerelektronik 30 eine
Sensorik 36 zur Erfassung des Dachöffnungsgrads. Vorzugsweise
ist die Sensorik 36 hierbei mit einem für die Bewegung des Deckelelements 14 vorgesehenen
Motor 38 gekoppelt.
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Anhand
der von der Sensorik 32 und der Sensorik 36 bereitgestellten
Signale ermittelt eine Signalverarbeitungseinheit 40 die
für eine
Verminderung sowohl der Fahrtwindgeräusche als auch des Wummerns
optimale Höhenlage
des Windabweisers und stellt ein Positionssignal bereit, welches
an den Stellmotor 42 übermittelt
wird. Die Ansteuerung des Windabweisers kann hierbei gemäß vorbestimmten Funktionen
erfolgen, in welchen beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit
und die Deckelposition verrechnet werden, oder beispielsweise anhand
vorgegebener Wertetabellen, bei welchen in Abhängigkeit von der Deckelposition
bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeitsbereichen diskrete Höhenverstellungsgrade
zugeordnet sind. Da die optimale Stellung des Windabweisers von
den geometrischen Gegebenheiten des Fahrzeugdaches, bei dem der Windabweiser
eingesetzt wird, abhängt,
weist die Steuerelektronik 30 vorzugsweise einen Speicher 44 auf,
der mit den jeweiligen Fahrzeugdaten bzw. den für das jeweilige Fahrzeug optimalen
Stellfunktionen bestückt
werden kann. Auf diese Weise lässt
sich die gleiche Windabweiservorrichtung bei unterschiedlichen Fahrzeugtypen
oder bei Varianten desselben Fahrzeugtyps einsetzen und optimal
den jeweiligen Gegebenheiten anpassen. Falls gewünscht, kann die Steuerelektronik 30 ferner
eine Anordnung 46 aufweisen, um das elektronisch erzeugte
Positionssignal manuell zu übersteuern
um damit dem Fahrzeugbenutzer die Möglichkeit zu bieten, die Höhenlage des
Windabweisers individuell einzustellen.
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Bei
der in 3 gezeigten Variante
der vorliegend erläuterten
Windabweiservorrichtung ist der mit dem Windabweiser 18 zusammenwirkende
Mitnehmer 24 an einem Hebelarm 56 ausgebildet,
der gelenkig mit dem Windabweiser 18 verbunden ist. Bei
der Ausführungsform
gemäß 3 ist der Hebelarm 56 im
wesentlichen L-förmig
ausgebildet, wobei der obere, im wesentlichen vertikal ausgerichtete
Hebelarm 66 gegen ein an dem Windabweiser 18 vorgesehenes
Widerlager 58 anliegt, während am Ende des unteren Hebelarms 68 der
Mitnehmer 24 ausgebildet ist. Eine Feder 70 spannt
den Hebelarm 56 derart vor, daß der im wesentlichen vertikal
ausgerichtete Hebelarm 66 gegen das Widerlager 58 anliegt.
Ist der Windabweiser 18 ausgestellt, so kann durch eine Abwärtsbewegung
des Anschlags 28 die Höhenlage des
Windabweisers 18 verringert werden. Wird der Anschlag 28 nach
oben verfahren, folgt der Windabweiser 18 aufgrund der
Wirkung des Federelements 20 der Bewegung des Anschlags 28.
Die maximale Ausstellposition des Windabweisers 18 wird
hierbei durch einen an dem Hebelarm 56 befestigten Anschlag 60 begrenzt,
der beispielsweise aus Gummi gefertigt ist und der sich in der maximalen
Ausstellposition des Windabweisers 18 gegen eine dachfeste Gegenfläche 62 anlegt.
Wird der Windabweiser 18 beim Schließen des Deckelelements 14 in
Richtung auf seine Ruhelage abgesenkt, wie dies oben unter Bezugnahme
auf die 5 erläutert wurde,
treten der Anschlag 28 und der Mitnehmer 24 außer Eingriff.
Sobald der Hebelarm 56 sich gegen das entlang der Dachöffnung verlaufende
Rahmenvorderteil 64 anlegt, wobei dies wiederum unter Ausnutzung
des Anschlags 60 erfolgen kann, wird der Hebelarm 56 in 3 im Uhrzeigersinn verschwenkt.
Der zum Absenken des Windabweisers 18 und der zugeordneten Hebelmechanik 56 erforderliche
Bauraum im dachfesten Rahmen lässt
sich auf diese Weise minimieren. Steht mehr Platz zum Absenken des
Windabweisers zur Verfügung,
so kann an Stelle des von dem beweglichen Hebelarm 56 gebildeten
Mitnehmers 24 ein feststehender Mitnehmer an dem Windabweiser angebracht
sein.
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- 10
- feste
Dachfläche
- 12
- Dachöffnung
- 14
- Deckel
- 16
- Dachrahmen
- 18
- Windabweiser
- 20
- Federelement
- 22
- Niederhalter
- 24
- Mitnehmer
- 26
- Verstelleinrichtung
- 28
- Anschlag
- 30
- Steuerelektronik
- 32
- Sensorik
zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit
- 34
- Bordelektronik
- 36
- Sensorik
zur Erfassung des Dachöffnungsgrads
- 38
- Deckelmotor
- 40
- Signalverarbeitungseinheit
- 42
- Stellmotor
- 44
- Speicher
- 46
- manuelle Übersteuerung
- 48
- Stellwippe
- 52
- Stellhebel
- 54
- Drehachse
von 48
- 56
- Hebelarm
- 58
- Widerlager
- 60
- Anschlag
- 62
- dachfeste
Gegenfläche
- 64
- Rahmenvorderteil
- 66
- vertikal
ausgerichteter Hebelarm
- 68
- unterer
Hebelarm
- 70
- Feder