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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Klappdach gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1 und ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch
9.
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Bisher
bekannte Verdecke für
Cabriolets sind üblicherweise
in der Form von Faltverdecken ausgeführt, bei denen eine flexible
Dachhaut über
ein Stabwerk gespannt wird, das aus dem Bereich eines Kofferraums
heraus über
einen Fahrgastraum hinweg zur Windschutzscheibe aufgeklappt wird.
Derartige Verdecke erweisen sich insbesondere im Winter aufgrund
einer mangelhaften Wärmeisolierung
als nachteilig.
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Es
sind weiter Verdecke aus einem oder mehreren starren Teilen bekannt.
Im Bereich der Cabriolet-Fahrzeuge sind derartige Verdecke in der Form
von Klappdächern
bevorzugt aus zwei Teilen bzw. Schalen aufgebaut. Hier ist der durch
das Klappdach abzudeckende Dachraum aufgrund der relativ kleinen
Fahrgastkabine mit nur zwei vollwertigen Sitzplätzen in seiner Größe überschaubar.
Vermehrt werden Klappdächer
nun aber auch außerhalb von
Cabriolet-, Sport- oder Freizeit-Fahrzeugen für gewöhnliche, viersitzige Fahrzeuge
bzw. Limousinen eingesetzt. Aufgrund der wesentlich größeren Fahrgastkabine
ist hier ein nur zweiteiliger Aufbau des Klappdachs problematisch,
insbesondere weil die starren Schalen des Klappdachs in einer geöffneten Stellung
gewöhnlich
hinter der Rücksitzbank
im Bereich eines Kofferraums unterbracht werden müssen. Hier
wird vorteilhaft ein Verdeck mit einer im wesentlichen dreiteilige
Kombination eingesetzt, die auch drei starre Teile umfassen kann.
Bei den Kinematiken zum Öffnen
und Schließen
derartiger Klappdächer ergeben
sich Probleme, so daß diese
häufig über mehr
als einen Antrieb angesteuert werden müssen. Ferner wird der nutzbare
Raum im Kofferraum zu weit durch das gepackte Klappdach eingeschränkt. Schließlich ist
nach dem Stand der Technik auch die Anordnung des Antriebs und der
weiteren Elemente des Antriebs an bzw. in dem Klappdach problematisch,
so daß Teile
davon sogar von außen
sichtbar angeordnet worden sind. Hier ergeben sich aerodynamische
Probleme sowie auch Stabilitätsprobleme.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Klappdach mit verbesserter
Kinematik zu schaffen, die mit einem Antrieb versehen ist und deren
weitere Elemente von außen
an dem Klappdach nicht sichtbar bzw. durch die Schalenteile des
Klappdachs im geschlossenen und vorzugsweise auch im geöffneten
Zustand geschützt
sind. Ferner ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
Kraftfahrzeug mit einem verbesserten Klappdach zu schaffen.
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Die
Erfindung weist zur Lösung
dieser Aufgabe hinsichtlich des Klappdachs die im Anspruch 1 angegebenen
Merkmale auf. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den weiteren
Ansprüche
angegeben. Das zu schaffende Kraftfahrzeug weist die im Anspruch
9 angegebenen Merkmale auf.
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Demnach
umfaßt
ein erfindungsgemäßes Klappdach
ein vorderes Schalenstück,
ein mittleres Schalenstück
und ein rückwärtiges Schalenstück, das
im geschlossenen Zustand als Dach über einem Fahrgastraum eines
Fahrzeugs angeordnet ist. Beim Zusammenklappen ist eine Zwangssteuerung
des Klappdachs derart tätig,
daß sich
zuerst das vordere Schalenstück
anhebt und sich verschiebt über
das mittlere Schalenstück.
Hierdurch werden das vordere Schalenstück und das mittlere Schalenstück gleichsinnig übereinander
gelegt und über
dem in eine umgeklappte Lage drehbaren rückwärtigen Schalenstück in eine
sehr kompakte Packstellung überführt. Diese
Packstellung ist als zweite Endstellung eines erfindungsgemäßen Klappdachs
im Zuge der beschriebenen Zwangssteuerung erreichbar. Sie ist in bekannter
Weise hinter der Rückbank
im Bereich des Kofferraums des Fahrzeugs angeordnet.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen eines erfindungsgemäßen Klappdachs bzw. des Kraftfahrzeugs sind
der Gegenstand von Unteransprüchen.
Ein erfindungsgemäßes Klappdach
ist so insgesamt durch die Art und Weise der vorbeschriebenen Zwangssteuerung
des Bewegungsablaufes beim Öffnen
und beim Schließen
in der Lage, eine sehr kompakte Packstellung zu bilden, bei der alle
Teile des Antriebs sicher zwischen den Schalenteilen angeordnet
sind. Dabei ist das Klappdach auch mit nur einen Antrieb ansteuerbar
und schränkt
den sonstig frei nutzbaren Raum im Kofferraum in nur relativ geringem
Maß ein. Ferner
sind keine Teile des Antriebs eines erfindungsgemäßen Klappdachs
außen
sichtbar angeordnet, so daß sich
keine aerodynamische Probleme ergeben. Auf die vorstehend aufgeführten Vorteile
eines erfindungsgemäßen Klappdachs
sowie dessen gute Stabilität
wird anhand eines Ausführungsbeispiels
eingegangen.
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Eine
Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs
bzw. eines erfindungsgemäßen Klappdachs
wird im folgenden unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.
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In
den Zeichnungen zeigt:
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1 eine schematische Ansicht
eines erfindungsgemäßen Klappdachs
im geschlossenen Zustand;
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2 das Klappdach gemäß 1 in einer ersten Öffnungsstellung;
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3 das Klappdach gemäß 1 in einem weiteren Schritt
der Öffnungsbewegung
und
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4 das Klappdach gemäß 1 in einer geöffneter
Endstellung.
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In
der 1 ist ein Fahrzeug 1 mit
einem Klappdach 2 in einer Seitenansicht dargestellt. Das Klappdach 2 besteht
aus einem vorderen Schalenstück 4,
einem mittleren Schalenstück 5 und
einem rückwärtigen Schalenstück 6,
die im geschlossenen Zustand als Dach 8 mit einer einheitlichen
Außenkontur über einem
Fahrgastraum 9 angeordnet sind. Das Dach 18 erstreckt
sich dazu von einem Bereich 10 eines Kofferraums 11 hin
bis zu einem Rahmen einer Windschutzscheibe 12.
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Unterhalb
der Schalenstücke 4, 5, 6 ist
ein Stabgetriebe in Form einer Kette 14 vorgesehen. Die Kette 14 ist
so von außen
nicht sichtbar. Das Stabgetriebe hat die Aufgabe, den Ablauf einer
Zwangssteuerung in einer Form zu gewährleisten, wie sie nachfolgend
beschrieben wird. Dazu ist das Stabgetriebe in Form der Kette 14 ausgebildet
und erstreckt sich von einem Hauptlager 16 in dem Bereich 10 des
Kofferraums 11 des Fahrzeuges 1 hin bis fast zu
einer Dachspitze 17, die den Kontaktbereich des vorderen Schalenstücks 4 mit
dem Rahmen der Windschutzscheibe 12 bildet. Im Bereich
des Hauptlagers 16 ist ein Antrieb angeordnet, der in den
Figuren aber nicht weiter dargestellt ist. Von diesem Antrieb ausgehend wird
eine Kraft über
die Kette 14 auf alle Schalenstücke 4,5,6 übertragen.
Durch den Aufbau der Kette 14 aus gekoppelten und allgemein
mit dem Bezugszeichen 18 bezeichneten Viergelenken ergibt
sich beim Öffnen
und Schließen
des Klappdachs 2 eine bestimmte Kinematik, die nun anhand
eines ersten Schritts der Öffnungsbewegung
unter Bezugnahme auf die Abbildung von 2 beschrieben wird.
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Das
vordere Schalenstück 4 wird
entlang dem Pfeil P1 angehoben und entgegen der Fahrtrichtung entlang
dem Pfeil P2 verschoben. Beide Bewegungen setzen sofort mit einer
durch den Antrieb am Hauptlager 16 hervorgerufenen Drehbewegung
entlang Pfeil P3 ein. In ihrem Ausmaß sind die drei Bewegungen
unterschiedlich stark ausgeprägt,
so daß erst
das Anheben entlang P1 dominant ist. Hierdurch kann sich das vordere
Schalenstück 4 über das
mittlere Schalenstück 5 anheben
und nachfolgend über das
mittlere Schalenstück 5 geschoben
werden. Diese Bewegung wird wesentlich durch die Viergelenke 18 unterhalb
des vorderen Schalenstücks 4 gesteuert,
wobei das vordere Schalenstück 4 an
einem Parallelogrammgetriebe 19 befestigt ist, das über ein vorgelagertes
kleines Viergelenk 18 angesteuert wird. Die Dimensionierung
des Parallelogrammgetriebes 19 bestimmt durch die Länge von
Lenkern 20 im wesentlichen die maximale Höhe des Anhebens des
vorderen Schalenstücks 4 über das
mittlere Schalenstück 5,
so daß es
während
des Öffnens
oder Schließens
nicht zu unerwünschten
Berührungen und
damit zu Beschädigungen
dieser Teile kommen kann.
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Diese
Art der Öffnungsbewegung
weist aber auch noch weitere Vorteile auf: Die Dachspitze 17 ist im
Regelfall in bekannter Weise mit einem hier nicht weiter dargestellten
Verschluß im
Bereich der Windschutzscheibe 12 fixiert bzw. gesichert.
Die beschriebene Einleitung der Öffnungsbewegung
ist in besonderer Weise an einen Entriegelungsvorgang der Dachspitze 17 in
dem Verschluß oder
mehreren Verschlüssen
angepaßt.
Ferner schont ein Abheben vor der Einleitung der eigentlichen Verschiebebewegung zwischen
den Teilen befindliche Dichtungen in sehr hohem Maß. So ist
die dargestellte Öffnungsbewegung
also auch weitgehend frei von Verschleiß hinsichtlich der Dichtungen
in den Zwischenbereichen der vorstehend genannten Teile.
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Zwischen
dem mittleren Schalenstück 5 und dem
rückwärtigen Schalenstück 6 kommt
es in dieser ersten Phase der Öffnungsbewegung
hingegen zu keiner sehr komplexen Relativbewegung. Diese Teile sind über einen
Gelenkpunkt 22 aneinander angelenkt und führen im
weiteren Verlauf der Öffnungsbewegung
eine reine Drehbewegung um den Gelenkpunkt 22 aus. Diese
Drehbewegung ist in 2 durch
die Bildung eines Spaltes zwischen dem mittleren Schalenstück 5 und
dem rückwärtigen Schalenstück 6 deutlich
erkennbar, wobei auch das mittlere Schalenstück 5 schon ein wenig
entlang des Pfeils P2 bewegt worden ist. Ein genauer Vergleich zwischen
den Abbildungen der 1 und 2 zeigt, daß auch das
rückwärtige Schalenstück 6 bereits
etwas entlang Pfeil P3 aus seiner Ausgangsposition heraus in Richtung
auf eine gegensinnige Lagerung im Bereich des Kofferraums 11 gedreht
worden ist.
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3 stellt den Punkt einer
fast maximalen Höhenauslenkung
des Faltdachs 2 beim Durchlaufen des Öffnungsvorgangs dar. Die Bewegung
entlang des Pfeils P1 hat hier im wesentlichen sein Ende gefunden.
Dominant sind in diesem Zustand die Verschiebung des vorderen Schalenstücks 4 und
des mittleren Schalenstücks 5 entlang
des Pfeils P2 mit dem Beginn einer Absenkung dieser Teile entlang Pfeil
P4 in den Bereich des Kofferraums 11 hinein. Die Drehung
des rückwärtigen Schalenstücks 6 ist hier
bereits zur Hälfte
abgeschlossen.
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In
der Darstellung von 3 ist
der Aufbau der Kette 14 besonders gut erkennbar. Das Parallelogrammgetriebe 19 hat
den Scheitelpunkt seiner Öffnung
bereits überschritten
und geht von einem Rechteck über
das dargestellte Parallelogramm in eine zweite Endstellung über. Gleiches
gilt für
das angeschlossene Viergelenk 18, über das das Parallelogrammgetriebe 19 im
wesentlichen angesteuert wird. Die Kette 14 wird jenseits
des Viergelenks 18 durch ein weiteres Viergelenk 24 fortgesetzt,
dessen quasi parallel liegenden Schenkel 25, 26 sehr
kurz sind, so daß die
wesentlich längeren
Lenker 27, 28 direkt übereinander zu liegen scheinen.
Die Lenker 27, 28 weisen jeweils mehrere Gelenkpunkte
auf, so daß sie Teil
gleich mehrerer Viergelenke 18, 19 und 24 sind. Sie überspannen
so einen sehr weiten Bereich des Dachraums oberhalb des Fahrgastraums 9 vom
Gelenkpunkt 22 des rückwärtigen Schalenstücks 6 bis hin
zum vorderen Schalenstück 4.
Dabei sind die Lenker 27, 28 gekröpft ausgeführt, um
die Ansteuerung der einzelnen Viergelenke 18,19, 24 in
der gewünschten
Form zu bewirken. Als weiterer positiver Effekt der dargestellten
Ausformung insbesondere der Lenker 27,28 ergibt
sich in der geschlossenen Stellung gemäß der Abbildung von 1 ein insgesamt bogenförmig gestreckter
Verlauf, der sich in fast idealer Weise an den Verlauf des Faltdachs 2 einfügt.
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So
ist die Kette 14 auch insgesamt gut in die Innenverkleidung
bzw. den Dachhimmel 15 integrierbar. Als Möglichkeiten
bieten sich beispielsweise Kanäle
im Dachhimmel an, in denen die jeweils zu der Seite des Fahrgastraums
hin angeordneten Lenker der Kette 14 in der geschlossenen
Stellung des Faltdachs 2 einführbar sind. Einseitig oder
beidseitig an derartigen Kanälen
angeordnete Lippen oder Borstenbänder
können
die Kanäle
in der geschlossenen Endlage verschließen. Derartige Elemente sind
in bekannter Weise im Design sowie der Farbe an den jeweiligen Innenraum
des Fahrzeugs 1 anpaßbar.
Alternativ können
zwei Ketten 14 an außenseitlichen Längskanten
des Faltdachs 2 beispielsweise in Ausnehmungen angeordnet
sein. Diese Ausnehmungen können
Teile der Türrahmen
bilden.
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In
der geschlossenen Endstellung nach 1 liegt
ein Viergelenk 30 fast ebenso schmal wie das Viergelenk 24.
Das Viergelenk 30 bildet mit dem Hauptlager 16 als
Fußpunkt
die feste Verbindung der Kette 14 mit dem Fahrzeug 1.
Ferner greift ein Antrieb im Bereich des Hauptlagers 16 in
bekannter Weise auf das Viergelenk 30 zu. Zur Optimierung
ihrer Funktion und Lage in beiden Endstellungen sind auch zwei Lenker 32, 26 des
Viergelenks 30 gekröpft ausgebildet.
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In
der dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist
jedes Teil der insgesamt vier Viergelenke im Form eines Lenkers
ausgeführt. Damit
wird eine Erhöhung
der mechanischen Steifigkeit der Kette 14 bewirkt, da auf
die Steifigkeit der Schalenstücke 4, 5, 6 nicht
zwingend zurückgegriffen wird.
So ergibt sich auch eine einfache Montage der Kette 14 mit
den Schalenstücken 4, 5, 6 beispielsweise über Laschen
mit Verschraubungen oder Verschweißungen, wie im Kontaktbereich
des Parallelogrammgetriebes 19 mit dem vorderen Schalenstück 4 und
des Viergelenks 30 am Lenker 26 mit dem rückwärtigen Schalenstück 6 angedeutet.
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Ferner
sind in der dargestellten Kette 14 alle Gelenkpunkte als
Drehgelenke in bekannter und damit sehr zuverlässiger Technik ausgeführt. Drehgelenke
weisen im Vergleich mit Gleitlagerungen den Vorteil auf, daß sie in
einfacher Weise beispielsweise durch Vorsehen von Gleithülsen o.ä. mit einer
dauerhaft guten und wartungsfreien Schmierung versehen werden können. Gleitlager
können
hier durch die Überlagerung
von translatorischer und rotatorischer Bewegung u.a. in diesem Punkt
problematisch sein.
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Abschließend senkt
sich das Faltdach 2 im Übergang
von 3 auf 4 in einer Bewegung mit
einer wesentlichen Komponente in Richtung von Pfeil P4 derart in
den Bereich 10 des Kofferraums 11 des Fahrzeugs 1 hinein,
daß das
vordere Schalenstück 4 über dem
mittleren Schalenstück 5 gleichsinnig
und beide Teile über
dem rückwärtigen Schalenstück 6 angeordnet
sind. Dabei ist das rückwärtige Schalenstück 6 entlang
des Pfeils P3 in eine gegenüber
seiner anfänglichen
Position umgeklappte Lage gedreht worden. Dabei werden die genannten
Teile so gelegt, daß die
Lenker 27, 28 als längste Teile des Faltdachs 2 zwischen
dem vorderen Schalenstück 4 und
dem mittleren Schalenstück 5 einerseits
und dem umgeklappten rückwärtigen Schalenstück 6 angeordnet
sind. Die Lenker 27, 28 bewirken mit dem Lenker 26 in
dieser Form somit trotz des Schutzes durch die Schalenteile keine
wesentliche Verlängerung
des Faltdachs 2 in der Achse der maximalen Ausdehnung seiner
Packungsstellung.
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Wesentlich
ist bei dieser Anordnung der Teile des Faltdachs 2, daß die Schalenstücke 4, 5, 6 nur ansatzweise
ineinander gelegt werden. Die Teile liegen vielmehr aufeinander,
siehe 4. Hierdurch werden
keine besonderen Beschränkungen
hinsichtlich der Form und/oder Größe eines jeweiligen Schalenstücks aufgetragen.
So ist praktisch jede Dachform durch ein erfindungsgemäßes Faltdach
realisierbar. Durch ein Ineinanderschachteln der Schalenstücks 4, 5, 6 unter
Berücksichtigung
der sich daraus zwangsweise ergebenden Begrenzungen ist die Packungsdichte
des Faltdachs in seiner Packstellung noch zu erhöhen, so daß damit der insgesamt benötigte Raum
in dem Bereich des Kofferraums 11 des Fahrzeugs 1 noch
gesenkt werden kann.
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Hinsichtlich
vorstehend im einzelnen nicht näher
erläuterter
Merkmale der Erfindung wird im übrigen
ausdrücklich
auf die Schutzansprüche
und die Zeichnungen verwiesen.