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Die Erfindung bezieht sich auf einen Verdeckkasten für ein verstellbares Fahrzeugdach nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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In der
DE 103 37 353 A1 wird ein Cabriolet-Fahrzeug mit einem Heckdeckel beschrieben, der über eine Deckelkinematik in eine Beladestellung mit angehobener Heckkante zum Ein- und Ausladen von Gepäck in den Kofferraum des Fahrzeuges anhebbar ist und außerdem in eine mit der Vorderkante angehobene Ablegeposition zum Ablegen des verstellbaren Fahrzeugdaches in einem Abschnitt des Kofferraums, der als Verdeckkasten fungiert. Der Heckdeckel ist über jeweils eine Deckelkinematik im linken und rechten Seitenbereich verschwenkbar gelagert, wobei die Deckelkinematiken jeweils als Mehrgelenkkinematiken mit fünf Drehgelenken ausgebildet sind.
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Grundsätzlich ist bei derartigen, an der Fahrzeugkarosserie angeschlagenen Deckelklappen darauf zu achten, dass das Öffnen und Schließen der Klappe über einen langen Betriebszeitraum mit verhältnismäßig geringen Kräften zuverlässig durchgeführt werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verdeckkasten zur Aufnahme eines verstellbaren Fahrzeugdaches mit einfachen konstruktiven Maßnahmen so auszubilden, dass der Verdeckkastendeckel zuverlässig geöffnet und geschlossen werden kann. Gemäß eines weiteren Aspektes der Erfindung soll der Kraftaufwand reduziert sein, der zum Öffnen und/oder Schließen des Verdeckkastendeckels erforderlich ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
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Der erfindungsgemäße Verdeckkasten wird in Cabriolet-Fahrzeugen eingesetzt und dient zur Aufnahme eines verstellbaren Fahrzeugdaches in der geöffneten Ablageposition. Zum Schließen des Cabriolet-Fahrzeuges wird das Fahrzeugdach aus dem heckseitigen Verdeckkasten herausgehoben, bis der Fahrzeuginnenraum von dem Fahrzeugdach überdeckt ist. Die Überführung zwischen der Schließ- und der Ablageposition erfolgt mittels einer Dachkinematik, welche entweder über Aktuatoren oder manuell betätigt wird. Bei dem Fahrzeugdach handelt es sich vorzugsweise um ein Softtop bzw. Faltverdeck mit einem Verdeckbezugstoff und einem Verdeckgestänge, das den Verdeckbezugstoff trägt. Grundsätzlich möglich ist aber auch ein Hardtop mit mehreren starren Dachteilen, die im Verdeckkasten bei geöffnetem Fahrzeugdach abgelegt sind.
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Der Verdeckkasten kann einschließlich Verdeckkastendeckel und der Deckelkinematik, über die der Verdeckkastendeckel zwischen Abdeck- und Öffnungsposition verstellbar ist, als vorgefertigtes, in das Fahrzeug einsetzbares Modul ausgeführt sein. Der Verdeckkasten befindet sich im Heckbereich des Fahrzeuges unmittelbar benachbart zum Kofferraum. Möglich ist es auch, einen Teil des Kofferraums als Verdeckkasten zur Ablage des Fahrzeugdaches zu nutzen; in diesem Fall bildet der Verdeckkastendeckel zugleich die den Kofferraum überdeckende Heckklappe des Fahrzeugs.
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Der Verdeckkastendeckel ist über jeweils eine Deckelkinematik im linken und rechten Seitenbereich des Verdeckkastens zwischen Abdeck- und Öffnungsposition zu verstellen. Die Öffnungsposition nimmt der Verdeckkastendeckel zweckmäßigerweise nur zum Ablegen des Fahrzeugdaches in den Verdeckkasten hinein bzw. zum Herausheben des Fahrzeugdaches aus dem Verdeckkasten heraus ein. Sowohl bei geschlossenem Dach als auch bei abgelegtem Dach ist dagegen der Verdeckkastendeckel zweckmäßigerweise geschlossen, er befindet sich in der Abdeckposition.
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Die Deckelkinematiken im linken und rechten Seitenbereich sind zweckmäßigerweise unmittelbar am Verdeckkasten angeordnet, was insbesondere die Ausführung des Verdeckkastens einschließlich Verdeckkastendeckel als vorgefertigtes, im Heckbereich des Fahrzeugs einsetzbares Modul erlaubt, das mit der Fahrzeugkarosserie zu verbinden ist. Grundsätzlich möglich ist aber auch eine Befestigung der Deckelkinematiken unmittelbar an der Fahrzeugkarosserie.
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Die Deckelkinematiken im linken und rechten Seitenbereich des Verdeckkastens sind jeweils als Mehrgelenkkinematik ausgeführt und umfassen zumindest zwei Lenker, die einenends am Verdeckkasten bzw. der Fahrzeugkarosserie und anderenends mit einer Trägerschiene gelenkig gekoppelt sind, wobei die Trägerschiene den Verdeckkastendeckel trägt. Es ist insbesondere vorgesehen, dass der Verdeckkastendeckel fest mit den Trägerschienen im linken und rechten Dachbereich verbunden ist, so dass keine Relativbewegung zwischen Verdeckkastendeckel und den Trägerschienen möglich ist.
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Zur Verbesserung der Stabilität ist jeweils ein Lenker pro Deckelkinematik im linken und rechten Seitenbereich über ein in Querrichtung verlaufendes, vorzugsweise starres Verbindungselement miteinander fest bzw. starr verbunden, wobei die Lenker sowie das Verbindungselement gegenüber den Trägerschienen relativbeweglich gehalten sind. Das Verbindungselement, das beispielsweise als Brückenstrebe ausgeführt ist, schafft eine mechanische Verbindung zwischen den Deckelkinematiken im linken und rechten Seitenbereich und verbessert dadurch die Stabilität der gesamten Verdeckkastenvorrichtung. Es wird insbesondere verhindert, dass ein entstehendes Spiel nach längerer Betriebszeit zu unterschiedlichen Bewegungsabläufen in der linken und rechten Deckelkinematik und zu einer Relativbewegung des Verdeckkastendeckels um die Hochachse führt, was zu einem Verspannen der Kinematiken mit erhöhter Reibung und gegebenenfalls zu einem Blockieren führen kann. Das Verbindungselement zwischen den Deckelkinematiken sorgt für eine Synchronisierung der Öffnungs- und Schließbewegung der beiden Deckelkinematiken, selbst wenn beispielsweise durch Verschleiß ein Gelenkspiel auftreten sollte. Zugleich handelt es sich bei dem Verbindungselement um eine konstruktiv einfache Ausführung.
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Durch die Relativbewegung zwischen dem Verbindungselement und den Trägerschienen sowie dem Verdeckkastendeckel können Kollisionen zwischen der Karosserie und dem Verdeckkastendeckel vermieden werden. Die Relativbewegung kommt dadurch zustande, dass das Verbindungselement jeweils einen Lenker in der linken und rechten Deckelkinematik miteinander verbindet und diese Lenker gelenkig mit den Trägerschienen bzw. dem Verdeckkastendeckel gekoppelt sind. Das Verbindungselement ist dagegen vorteilhafterweise fest mit den Lenkern der Deckelkinematiken verbunden und führt somit die gleiche Öffnungs- und Schließbewegung aus wie die Lenker. Möglich ist es aber auch, das Verbindungselement mit einer Relativbewegungsmöglichkeit mit den Lenkern zu koppeln, beispielsweise mit einem zusätzlichen Drehgelenk, so dass ein zusätzlicher Bewegungsfreiheitsgrad für die Bewegung des Verbindungselements zur Verfügung steht, der zur Kollisionsvermeidung zwischen Verbindungselement und Verdeckkastendeckel genutzt werden kann.
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Die Deckelkinematiken sind zweckmäßigerweise jeweils als Viergelenkkinematik ausgeführt und umfassen zwei Lenker, die einenends gelenkig am Verdeckkasten bzw. der Fahrzeugkarosserie gelagert sind und anderenends gelenkig mit der Trägerschiene gekoppelt sind. Einer der Lenker der Viergelenkkinematik ist Träger des Verbindungselements. Es kann sowohl der in Fahrtrichtung vorne liegende als auch er hinten liegende Lenker Träger des Verbindungselements sein.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung sind die Deckelkinematiken auf der dem Verdeckkastendeckel abgewandten Seite jeweils an einer Trägerkonsole gelagert, welche entweder am Verdeckkasten bzw. dem Boden des Verdeckkastens angeordnet sind oder an der Fahrzeugkarosserie befestigt sind.
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Gemäß eines weiteren Aspektes der Erfindung greift an mindestens einer der Deckelkinematiken ein Federelement an, das in mindestens einer Endposition des Verdeckkastendeckels unter Spannung gesetzt ist und den Verdeckkastendeckel in zumindest einer seiner Endpositionen in die gegenüberliegende Endposition kraftbeaufschlagt. Aus Symmetriegründen ist es vorteilhaft, dass die Deckelkinematiken zueinander identisch bzw. spiegelsymmetrisch aufgebaut sind und jeder Deckelkinematik ein derartiges Federelement zugeordnet ist. Durch die Wirkung des Federelementes wird das Anheben des Verdeckkastendeckels aus der zumindest einen Endlage erleichtert, die hierfür notwendige Kraft wird entsprechend reduziert. Sowohl bei einer Betätigung des Verdeckkastendeckels auf manuellem Wege als auch bei einer Betätigung mittels eines Aktuators ist der Kraftaufwand für das Verstellen des Verdeckkastendeckels reduziert.
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Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung wirkt das Federelement in beiden Endlagen des Verdeckkastendeckels, also sowohl in der Abdeckposition als auch in der Öffnungsposition in die jeweils gegenüberliegende Endlage, so dass das Anheben des Verdeckkastendeckels in jeder seiner Endlagen erleichtert ist. Dies erfolgt vorzugsweise mittels des gleichen Federelementes, indem der Verdeckkastendeckel während der Überführungsbewegung zwischen den Endlagen eine obere Lage überschreitet, in der der Verdeckkastendeckel seine höchste Position einnimmt, wobei das Federelement mit dem weiteren Überführen des Verdeckkastendeckels in die eine oder andere Endlage unter Spannung gesetzt wird, so dass Federenergie gespeichert wird, die im Erreichen der Endlage ihr Maximum erreicht. Die Speicherung von Federenergie wird durch die Gewichtskraft des Verdeckkastendeckels bzw. der Deckelkinematiken unterstützt. Beim darauf folgenden Anheben des Verdeckkastendeckels wird die gespeicherte Federenergie abgerufen und die Anhebebewegung in der ersten Phase maximal unterstützt.
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Zweckmäßigerweise ist pro Deckelkinematik nur ein Federelement vorgesehen, das mit dem Annähern an eine Endlage Federenergie speichert, die beim nächsten Anhebevorgang des Verdeckkastendeckels freigesetzt wird. Bei dem Federelement handelt es sich beispielsweise um eine Gasdruckfeder, wobei grundsätzlich auch andere Federtypen in Betracht kommen, beispielsweise Schraubenfedern, allgemein Zug-/Druckfedern oder dergleichen.
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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 die im linken und rechten Seitenbereich angeordneten Deckelkinematiken eines Verdeckkastendeckels zum Verschließen und Öffnen eines Verdeckkastens zur Aufnahme eines öffnungsfähigen Fahrzeugdaches, wobei Lenker gegenüberliegender Deckelkinematiken über ein Verbindungselement miteinander verbunden sind, dargestellt in der den Verdeckkasten überdeckenden Abdeckposition des Verdeckkastendeckels,
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2 die Deckelkinematiken in einer angehobenen Zwischenlage bei der Überführungsbewegung zwischen Abdeck- und Öffnungsposition,
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3 in Seitenansicht die Deckelkinematik in Abdeckposition des Verdeckkastendeckels,
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4 in Seitenansicht die Deckelkinematik in einer Zwischenlage bei der Überführungsbewegung in die Öffnungsposition, dargestellt in der höchsten Lage des Verdeckkastendeckels,
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5 die Deckelkinematik in Öffnungsposition.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Fahrtrichtung ist mit Pfeil F gekennzeichnet.
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In den Figuren sind Deckelkinematiken 1 dargestellt, welche zum Verstellen eines Verdeckkastendeckels 2 zum Abdecken und Öffnen eines Verdeckkastens 3 (3) dienen. Die Deckelkinematiken 1 sind im linken und rechten Fahrzeugseitenbereich im Fahrzeugheck angeordnet und sind zueinander spiegelbildlich aufgebaut. Der Verdeckkasten, der gegebenenfalls Bestandteil des Kofferraumes des Cabriolet-Fahrzeuges ist, dient zur Aufnahme eines verstellbaren Fahrzeugverdecks in der geöffneten Ablageposition. Bei dem Fahrzeugverdeck handelt es sich beispielsweise um ein Softtop mit einem Verdeckbezugstoff, welcher von einem Verdeckgestänge getragen ist, oder um ein Hardtop mit mehreren starren Dachteilen.
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Die Deckelkinematiken 1 sind entweder mit dem Verdeckkasten 3 verbunden oder werden unmittelbar an der Fahrzeugkarosserie befestigt. Zweckmäßigerweise bilden der Verdeckkasten 3, die Deckelkinematiken 1 sowie der Verdeckkastendeckel 2 ein zusammenhängendes, vorgefertigtes Modul, dass in das Fahrzeug einsetzbar und mit der Fahrzeugkarosserie zu verbinden ist.
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Jede Deckelkinematik 1 ist als Viergelenkkinematik ausgebildet und umfasst zwei Lenker 4 und 5, die an einer karosseriefesten Trägerkonsole 6 gelenkig gelagert sind. In Fahrzeuglängsrichtung gesehen befinden sich die beiden Lenker 4 und 5 der Deckelkinematik 1 hintereinander liegend, die Gelenkachsen der Drehgelenke an der Trägerkonsole 6 verlaufen parallel und in Querrichtung des Fahrzeuges.
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Auf der der Fahrzeugkarosserie abgewandten Seite sind die beiden Lenker 4 und 5 gelenkig mit einer oben liegenden Trägerschiene 7 gekoppelt, welche Träger des Verdeckkastendeckels 2 ist; der Verdeckkastendeckel 2 ist fest mit der Trägerschiene 7 verbunden.
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Die vorne liegenden Lenker 4 jeder Deckelkinematik 1 sind über ein in Querrichtung verlaufendes Verbindungselement 8, beispielsweise ausgeführt als Brückenstrebe, miteinander verbunden. Das Verbindungselement 8 ist fest mit den jeweiligen Lenkern 4 verbunden und kann gegenüber den Lenkern 4 keine Relativbewegung ausführen. Das Verbindungselement 8 ist benachbart zu den oben liegenden Gelenken Lenker 4 an der Trägerschiene 7 angeordnet und weist einen gekröpften Verlauf auf, was den Vorteil hat, dass in der Abdeckposition gemäß 1 und 3 eine Kollision mit dem darunter liegenden, abgelegten Fahrzeugdach verhindert wird.
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Das Verbindungselement 8, welche sich in Querrichtung erstreckt, trägt zur Stabilisierung der Kinematiken bei und sorgt außerdem für eine Synchronisierung der Bewegung der Deckelkinematiken 1. Auch im Fall von Gelenkspiel sorgt das Verbindungselement 8 für eine zeitgleiche Bewegung beider Deckelkinematiken 1. Zudem wird eine Torsion um die Hochachse des Verdeckkastendeckels durch das Verbindungselement 8 vermieden, die zu erheblichen Spannungen und Verformungen in den Deckelkinematiken 1 führen könnte.
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Um die Anhebebewegung der Deckelkinematiken 1 aus jeder Endlage heraus zu unterstützen, ist ein Federelement 9 in die Deckelkinematik 1 integriert, die als Gasdruckfeder ausgebildet ist. Das Federelement 9 ist sowohl in der geschlossenen Abdeckposition (1, 3) als auch in der den Verdeckkasten freigebenden Öffnungsposition (2, 5) unter Spannung gesetzt und übt auf die Deckelkinematik 1 eine Federkraft aus, die die Deckelkinematik 1 in Richtung der jeweils gegenüberliegenden Endlage beaufschlagt. Dadurch ist gewährleistet, dass das Anheben der Deckelkinematiken 1 aus jeder Endlage heraus mit reduziertem Kraftaufwand möglich ist.
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Die Schließposition gemäß 1 und 3 stellt die tiefste Lage der Deckelkinematiken 1 bzw. des Verdeckkastendeckels 2 dar. Bei der Überführung von der Schließ- bzw. Abdeckposition in die gegenüberliegende Öffnungsposition gemäß 2 und 5 muss eine obere Lage überschritten werden, in der der Verdeckkastendeckel 2 seine höchste Position einnimmt; diese Zwischenlage ist in 4 dargestellt. Nachdem die höchste Lage überschritten worden ist, kann die weitere Überführungsbewegung in Richtung der angestrebten Endlage mithilfe des Eigengewichts des Verdeckkastendeckels und der Deckelkinematiken erreicht bzw. unterstützt werden. Auch das Speichern von Federenergie während des Annäherns in die jeweilige Endlage, nachdem die obere Position überschritten worden ist, erfolgt mit Unterstützung durch die Gewichtskraft von Verdeckkastendeckel und Deckelkinematik.
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Die Endpunkte des Federelementes 9 sind einenends gelenkig an der Trägerkonsole 6 und anderenends gelenkig am Lenker 5 gelagert, der seinerseits gelenkig an der Trägerkonsole 6 angeschlagen ist, jedoch mit Abstand zum Drehgelenk des Federelementes 9 an der Trägerkonsole 6. Sowohl in der geschlossenen Abdeckposition gemäß den 1 und 3 als auch in der geöffneten Position gemäß den 2 und 5 ist das Federelement 1 komprimiert. In der oberen Lage gemäß 4 nimmt dagegen das Federelement 1 seine entspannte Position ein.
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Dargestellt ist in den Figuren außerdem ein Verriegelungshaken 11, der an einem weiteren, karosseriefesten Lenker der Deckelkinematik angeordnet ist und zwischen einer Verriegelungs- und einer Entriegelungsposition zu verstellen ist. Der Verriegelungshaken 11 wird über eine Zugdruckstange 12 zwischen seiner Verriegelungs- und seiner Entriegelungsposition verstellt, wobei die Zugdruckstange 12 den Verriegelungshaken 11 mit einem verstellbaren Bauteil der Deckelkinematik 1 verbindet, so dass die Verstellbewegung der Deckelkinematik auch zum Verstellen des Verriegelungshakens 11 verwendet wird. In der Abdeckposition gemäß den 1 und 3 befindet sich der Verriegelunshaken in seiner Verriegelungsposition und sichert einen Lenker der Deckelkinematik, so dass eine Selbsthemmung gegeben ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Deckelkinematik
- 2
- Verdeckkastendeckel
- 3
- Verdeckkasten
- 4
- Lenker
- 5
- Lenker
- 6
- Trägerkonsole
- 7
- Trägerschiene
- 8
- Verbindungselement
- 9
- Federelement
- 11
- Verriegelungshaken
- 12
- Zugdruckstange
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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