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Die Erfindung betrifft ein Cabriolet-Fahrzeug mit zumindest zwei Dachteilen, wobei ein einem hintersten Dachteil vorgeordnetes weiteres Dachteil bei der Dachöffnung gegenüber dem Hintersten über Kraftvermittlung durch zumindest eine Welle einfaltbar ist, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein zugehöriges Fahrzeugdach.
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Aus der
DE 10 2004 021 577 A1 ist ein Cabriolet-Fahrzeug bekannt, das im geschlossenen Zustand aufeinander folgende Dachteile aufweist, von denen ein Hinteres gegenüber der Karosserie um eine Querachse derart abwärts verlagerbar ist, dass es in abgelegter Stellung über Kopf gewendet im wesentlichen horizontal liegt und mit der bei geschlossenem Dach dem Insassenraum zugewandten Seite nach oben zeigt. Das diesem vorgeordnete Dachteil ist beim Öffnen um eine im Grenzbereich zwischen den Dachteilen gelegene zweite Querachse an das hintere heranschwenkbar und liegt in geöffneter Stellung gegensinnig zu diesem orientiert. Diese Relativbewegung des vorgeordneten Dachteils ist über unterhalb des hinteren Dachteils liegende Wellen vermittelbar, die passend zur Dachöffnungsbewegung angesteuert und angetrieben werden müssen. Das hintere Dachteil kann zudem in sich geteilt sein und weist seitlich einer Heckscheibe des mittleren Abschnitts quer außen liegende Dachsäulen, häufig auch als C-Säulen bezeichnet, auf. Diese sind bei der Dachöffnung um parallel zu seitlich aufragenden Rändern der Heckscheibe liegende Achsen einschwenkbar und liegen dadurch in geöffneter Dachstellung zwischen den beiden genannten Dachteilen eingeschwenkt. Somit ergibt sich in geöffneter Dachstellung ein besonders schmales Dachteilpaket. Die Gestaltungsmöglichkeiten des Fahrzeughecks und eines den Dachaufnahmeraum abdeckenden Karosseriedeckels sind deutlich verbessert.
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Bei derartigen Dächern ist es erforderlich, beim Dachöffnen oder -schließen zumindest die Abwärtsbewegung und Ausrichtung des hinteren Dachteils sowie die Relativbewegung des vorderen Dachteils hierzu anzusteuern und anzutreiben, bei eindrehbaren C-Säulen zusätzlich synchron hierzu auch die Einschwenkbewegung dieser seitlichen Dachsäulen zu steuern und anzutreiben.
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Aus der
DE 10 2005 049 674 A1 ist ein Cabriolet-Fahrzeug mit zumindest drei aufeinander folgenden Dachabschnitten bekannt. Ein hinteres Dachteil ist um eine horizontal und quer zum Fahrzeug liegende Schwenkachse verlagerbar. Eine Verlagerung eines gegenüber dem hinteren Dachteil vorgeordneten Dachteils erfolgt über eine zweite Schwenkachse, wobei diese Bewegung über Antriebswellen vermittelbar ist, die über untere räumliche Getriebe an die erste Schwenkachse angebunden sind.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die Relativbewegung von Teilen des Daches auf eine einfache Weise erreichen zu können.
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Die Erfindung löst dieses Problem durch ein Cabriolet-Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein bewegliches Fahrzeugdach mit den Merkmalen des Anspruchs 13. Hinsichtlich vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die weiteren Ansprüche 2 bis 12 verwiesen.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ist die zumindest eine Welle, die das Einfalten des vorgeordneten Dachteils an das hinterste bei dessen Öffnung vermittelt, über ein einfaches Kegelradgetriebe mit jeweils nur einem Freiheitsgrad an eine untere Querachse gekoppelt. Aufwendigere räumliche Getriebe oder Ansteuerungen des vorgeordneten Dachteils über weitere Gestängeteile, wie etwa ein seitliches Schwenkparallelogramm, das bei der Dachbewegung störend sichtbar würde, sind entbehrlich.
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Bei der erfindungsgemäßen Ausführung ist die untere Querachse zur Bewirkung des Einfaltens des Daches um eine karosseriefeste erste Querachse bewegbar, über einen Kraftvermittler an die Bewegung der ersten Achse gekoppelt und über diese Kopplung zwangsweise relativ zur ersten Achse drehbar. Diese relative Drehbewegung, die mit einer konstanten Lage der unteren Querachse zu einer Fahrzeugkarosserie einhergehen kann, bildet dann auch eine Relativbewegung gegenüber dem sich öffnenden hintersten Dachteil, das bei seiner Bewegung um die erste Querachse seine relative Orientierung gegenüber dieser beibehält. Diese Relativbewegung kann dann über ein oder mehrere Kegelradgetriebe auf die Welle(n) übertragen werden und deren Drehung bewirken.
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Um die Relativbewegung der unteren Querachse gegenüber der karosseriefesten ersten Achse zu ermöglichen, ist vorteilhaft als Kraftvermittler zwischen der ersten und der unteren Querachse ein Zahnriemen vorgesehen, der einenends auf einem mit der ersten Querachse fest verbundenen ersten Zahnrad und anderenends auf einem mit der unteren Querachse fest verbundenen zweiten Zahnrad gehalten ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung sind den Dachsäulen an ihren oberen Enden Wellenabschnitte zugeordnet, die mit einer oberen Querachse, um die herum die Dachteile gegeneinander einfaltbar sind, über Kegelradgetriebe gekoppelt. Damit ist hier ein räumliches Getriebe oder ein andersartiges Antriebsgestänge entbehrlich.
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Insbesondere können die aufragenden Wellen in Doppelfunktion auch für das Einschwenken von quer außen liegenden und bei Dachöffnung gegen einen mittleren, eine Heckscheibe umfassenden Bereich einschwenkbare Dachsäulen dienen.
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Eine solche Bewegung ist einfach und verkantungsfrei vermittelbar, wenn symmetrisch zwei Wellen vorgesehen sind, die seitlich einer Heckscheibe im hintersten Dachteil verlaufen.
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Sehr günstig stehen die obere Querachse, die untere Querachse und die Wellenabschnitte der Dachsäulen in jeder Bewegungsphase des Daches rechtwinklig zueinander stehen. Damit können die Kegelräder ebenfalls rechtwinklig aufeinander stehen und abrollen.
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Insgesamt ist nur ein Antrieb erforderlich, durch den die untere Querachse um die erste Querachse, die Drehbewegung der Wellenabschnitte, die Relativausrichtung des hintersten Dachteils zur Horizontalen und die Einfaltbewegung des diesem vorgeordneten Dachteils bei der Dachöffnung bewirkbar ist.
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Für einen mechanisch einfachen Aufbau – auch der kraftübertragenden Getriebe – liegen die Welle(n) günstig parallel zur Erstreckungsebene des hinteren Dachteils und parallel zu seitlichen Rändern der Heckscheibe.
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Insbesondere können die Wellen derart abgekröpft sein, dass sie nicht geradlinig über die gesamte Höhe des hinteren Dachteils erstreckt sind, sondern die Drehmomentübertragung im mittleren Bereich durch die C-Säulen selbst erfolgt und diese nur oben und unten Achsstummel aufweisen, die ihre Drehachse umfassen und die dann nicht den Insassenraum stören.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus in der Zeichnung schematisch dargestellten und nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen des Gegenstandes der Erfindung.
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In der Zeichnung zeigt:
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1 den mittleren Bereich eines erfindungsgemäßen Cabriolet-Fahrzeugs mit hier genau zwei aufeinander folgenden Dachteilen bei geschlossenem Dach in schematischer Seitenansicht mit Durchsicht auf die zur Dachbewegung dienenden Teile,
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2 das geschlossene Dach nach 1 in herausgezeichneter, perspektivischer Ansicht von schräg links vorne,
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3 das geschlossene Dach in einer ähnlichen Ansicht wie 2, jedoch aus einer Perspektive von schräg rechts vorne,
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4 das Dach in Perspektive wie 3 während seiner beginnenden Öffnung,
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5 eine ähnliche Ansicht wie 4 bei weiter fortschreitender Dachöffnung mit Einfalten der seitlichen Dachsäulen und Abwärtsverschwenken des hintersten Dachteils um die karosseriefeste erste Querachse,
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6 eine ähnliche Ansicht wie 5 bei weiter fortschreitender Dachöffnung,
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7 eine ähnliche Ansicht wie 6 bei weiter fortschreitender Dachöffnung,
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8 eine ähnliche Ansicht wie 7 bei vollständig geöffnetem und abgelegtem Dach.
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Ein erfindungsgemäßes Cabriolet-Fahrzeug, das in seiner Ausbildung gemäß der Zeichnung mit dem Bezugszeichen 1 versehen ist, umfasst ein bewegliches Dach 2, das in seiner geschlossenen Stellung (1) einen Insassenraum 3 überdeckt und mittelbar oder unmittelbar an einen Windschutzscheibenrahmen 4 anschließt. Das Dach 2 umfasst als Bestandteile seiner Außenfläche mehrere – hier beispielhaft genau zwei – bezüglich der Fahrtrichtung F aufeinander folgende und an einer zumindest im wesentlichen quer zum Fahrzeug liegenden Fuge 5 voneinander getrennte Dachteile 6, 7, von denen das vorgeordneten Dachteil 6 in geschlossener Stellung am Windschutzscheibenrahmen 4 abgestützt ist.
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Die Dachteile 6, 7 sind im wesentlichen aus starren Teilen gebildet, umfassen zumindest starre Rahmen, über die ein Bezug gespannt sein kann.
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Das hinterste Dachteil 7 umfasst in seinem bezüglich der Fahrzeugquerrichtung mittleren Abschnitt 8 eine Heckscheibe und ragt schräg aufwärts.
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Das hintere Dachteil 7 ist zudem in den hier gezeigten Ausführungsbeispielen in sich geteilt und umfasst außer dem bezüglich der Fahrzeugquerrichtung mittleren Abschnitt 8 zumindest im wesentlichen seitlich neben diesem gelegene und gegenüber dem mittleren Abschnitt 8 bewegliche Dachsäulen 9, sog. C-Säulen. Diese sind hier bei der Dachöffnung gegenüber dem mittleren Abschnitt 8 mit der Heckscheibe um Drehachsen 10 einfaltbar. Bei geöffnetem Dach 2 liegen die Dachsäulen 9 dann eingefaltet im Zwischenraum oberhalb des gewendeten mittleren Abschnitts 8 des hinteren Dachteils 7 und unterhalb des darüber liegenden Dachteils 6.
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Die Drehachsen 10 umfassen zumindest teilweise gleichzeitig die Antriebswellen 11 zur Bewirkung dieses Einfaltens und des Einfaltens des vorgeordneten Dachteils 6 gegenüber dem hintersten Dachteil 7 bei der Dachöffnung. Die Wellen 11, die optisch verdeckt unterhalb des hintersten Dachteils 7 liegen und dessen Verlauf folgen können, erfordern nicht zwangsläufig eindrehbare Dachsäulen 9. Die Erfindung ist daher auch für herkömmliche Retractable Hardtops (RHTs) anwendbar.
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Gemäß der Zeichnung in der Version mit eindrehbaren C-Säulen 9 sind im oberen und unteren Bereich der Dachsäulen 9 jeweils Wellenabschnitte 11a, 11b vorgesehen; im mittleren Bereich sind die Wellen 11 für eine gute Raumausnutzung unter Vermeidung einer Einengung der Kopffreiheit abgekröpft in die C-Säulen 9 geführt, so dass dieses selbst einen Bestandteil der Antriebswellen 11 bilden, was nicht zwingend ist.
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Bei geschlossenem Dach 2 umfassen die Achsen 10 und die Wellen(abschnitte) 11a, 11b jeweils eine Komponente in Fahrtrichtung F und eine aufwärts gerichtete Komponente. In den hier gezeigten Ausführungsbeispielen liegen die Drehachsen 10 parallel zur Erstreckungsebene des hinteren Dachteils 7 und parallel zu den seitlichen Rändern der Heckscheibe.
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Zumindest ein Dachteil 6, das auch ein Schiebedach umfassen kann, ist dem hintersten Dachteil 7 in geschlossener Stellung (1, 2) vorgeordnet und liegt im wesentlichen horizontal oberhalb des Insassenraums 6. Ein oder mehrere weitere bewegliche Dachteile können etwa mit dem vorderen Dachteil 6 beweglich verbunden, beispielsweise daran angelenkt oder über ein Parallelogramm daran befestigt sein. Das erfindungsgemäße Cabriolet-Fahrzeug 1 kann daher sowohl ein Zweisitzer sein als auch einen größeren Insassenraum 3 mit zwei oder mehr Sitzreihen hintereinander aufweisen.
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Zur Dachöffnung (3 bis 8) ist das hinterste Dachteil 7 insgesamt um eine hier karosseriefeste erste Querachse 12, von der aus radial und mit einer heckwärts wesenden Komponente ausgreifende Halter 13 zum Dachteil 7 ausgehen, heckwärts und abwärts verschwenkbar. Gleichzeitig ist das vorgeordnete Dachteil 6 an das hinterste Dachteil 7 heranschwenkbar. Die Verlagerung des mittleren Abschnitts 8 des Dachteils 7 um die erste Querachse 12 ist hier eine reine Schwenkbewegung; sie könnte bei einer beweglichen Achse 12 auch eine überlagerte Bewegung mit translatorischen und rotatorischen Anteilen sein.
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Das Heranschwenken des vorgeordneten Dachteils 6 an das hinterste Dachteil 7 erfolgt um eine mitbewegliche obere und ebenfalls horizontal verlaufende Querachse 14 (3).
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Insgesamt ist für die Dachbewegung nur ein solcher Antrieb 15 erforderlich, der direkt nur die Bewegung des gesamten Daches 2 um die erste Querachse 12 bewirkt. Dieser Antrieb 15 kann elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch arbeiten. Dabei können zwei seitliche Antriebe oder nur ein einzelner seitlicher oder mittiger Antrieb 15 vorgesehen sein. Auch müssen nicht zwingend an beiden Fahrzeugseiten symmetrische, gleichartige bauliche Verhältnisse vorliegen, wie dies jedoch gemäß der Zeichnung vorgesehen ist.
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Um die Kraft dieses Antriebs 15 auch für die Relativbewegung durch das Einfalten des Dachteils 6 und der Dachsäulen 9 während des Dachöffnens oder -schließens nutzen zu können, ist eine um die erste Querachse 12 bewegbare untere Querachse 16 des hintersten Dachteils 7 vorgesehen, die über einen Kraftvermittler 17 an die Bewegung der ersten Achse 12 gekoppelt und über diese Kopplung zwangsweise relativ zur ersten Achse 12 drehbar ist. Diese Drehbewegung kann dann einen Relativantrieb für die Vermittlung der Einfaltbewegung eines Teils des Daches 2, nämlich der Dachsäulen 9 und/oder der Wellen 11 und somit auch des vorgeordneten Dachteils 6, bilden.
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Die untere Querachse 16 ist umfasst von einem quer außen gelegenen Abschnitt 21b einer ebenfalls quer im Fahrzeug 1 erstreckten und mehr oder weniger rohrförmigen sowie um die Achse 12 schwenkbaren Baugruppe 21. Der äußere Abschnitt 21b dieser Baugruppe 21, der die Querachse 16 umgreift, ist drehbar an einem quer inneren Abschnitt 21a gelagert, an dem die Halter 13 angreifen. Dieser innere Abschnitt 21a ist nicht drehbeweglich gegenüber den Haltern 13 – und auch nicht gegenüber dem mittleren Abschnitt 8 des hintersten Dachteil 7. Der quer außen gelegene Abschnitt 21b ist jedoch um die Achse 16 gemeinsam mit einem auf diesem gehaltenen Zahnrad 20 drehbeweglich. Innerhalb der Baugruppe 21 liegt daher zwischen dem Angriffspunkt der Halter 13 und dem Zahnrad 20 der Übergang zwischen dem nicht drehbaren Abschnitt 21a und dem drehbaren Abschnitt 21b.
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Gemäß der Zeichnung umfasst der Kraftvermittler 17 einen umlaufenden, quer zu seinem Verlauf strukturierten Zahnriemen 18, der an seiner bei geschlossenem Dach vorderen Umlenkung auf einem mit der ersten Querachse 12 fest verbundenen ersten Zahnrad 19 und an seiner hinteren Umlenkung auf dem erwähnten, mit dem äußeren Abschnitt 21b fest verbundenen zweiten Zahnrad 20 gehalten ist.
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Statt des Zahnriemens 18 kann der Kraftvermittler 17 eine Kette ineinander greifenden Zahnrädern umfassen, von denen das Zahnrad 19 das erste und das Zahnrad 20 das letzte dieser Kette ist. Auch beispielsweise eine Kardanwelle zwischen der ersten Querachse 12 und der von dem äußeren Abschnitt 21b umfassten unteren Querachse 16 ist möglich, ebenso wie andere Kopplungen.
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Da die untere Querachse 16 von dem drehbeweglichen Abschnitt 21b umfasst ist, ist eine Relativdrehung zwischen dem bezüglich der Fahrtrichtung hintersten Dachteil 7 und dieser Achse 16 möglich. Bei seinem über die Halter 13 vermittelten Verschwenken um die erste Querachse 12 behält hingegen der mittlere Abschnitt 8 des hintersten Dachteils 7 seine relative Orientierung gegenüber dieser ersten Achse 12 bei, nicht jedoch gegenüber der Drehachse 16 und dem Zahnrad 20 – und auch nicht gegenüber der Fahrzeugkarosserie.
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Bei Öffnung des Daches 2 dreht das Zahnrad 19, das fest auf der ersten Achse 12 angeordnet ist, mit dieser in Richtung des Pfeils 22. Dabei wird über die Halter 13 die Baueinheit 21 mit nach unten verschwenkt. Aufgrund des Zahnriemens 18 wird das zweite Zahnrad 20 jedoch in seiner Orientierung zur Karosserie des Fahrzeugs 1 konstant gehalten, was eine Relativbewegung des Abschnitts 21b und damit der unteren Querachse 16 bezüglich der ersten Achse 12 und des Abschnitts 21a bedeutet.
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Um die beschriebene relative Drehbewegung der unteren 16 relativ zur ersten Querachse 12 und zum hintersten Dachteil 7 auf die zum vorgeordneten Dachteil 6 führenden und hier zwei aufragenden Wellen 11 zu übertragen, ist dem unteren Ende der oder jeder Welle ein Wellenabschnitt 11a zugeordnet, der mit der unteren Querachse 16 über ein Kegelradgetriebe 24 gekoppelt ist. Die Wellen 11 erfahren daher eine Drehbewegung in Richtung des Pfeils 26 (4) und bewirken damit ohne eigenen Antrieb ggf. das Einfalten der C-Säulen 9 sowie das Heranschwenken des vorgeordneten Dachteils 6.
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Dieses Heranschwenken des vorgeordneten Dachteils 6 wird die Drehbewegung der Wellen 11 an ihren oberen Wellenabschnitten 11b über obere Kegelradgetriebe 25 mit jeweils wiederum zwei aufeinander abrollenden und gegeneinander versetzten Kegelrädern in ein Heranschwenken des vorgeordneten Dachteils 6 um die obere Achse 14 an das hinterste Dachteil 7 übersetzt. Auch diese Relativbewegung erfordert daher keinen eigenen Antrieb und ist automatisch zwangssynchronisiert zur Bewegung des hintersten Dachteils 7 und dem Einfalten der Dachsäulen 9.
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Die Drehachsen 10 und die diese umfassenden unteren und oberen Wellenabschnitte 11a und 11b sowie die obere und untere Querachse 14 und 16 bilden insgesamt ein Rechteck aus, so dass die Kegelradgetriebe 24 und 25 jeweils um 90° aufeinander abrollende Kegelräder umfassen können. Die Wellen 11 verlaufen dafür, wie oben beschrieben, insgesamt parallel zueinander und zur Erstreckungsebene des hintersten Dachteils. Das Gesamtgetriebe mit den Achsen 14 und 16 und den Wellen 11 verläuft daher bei Dachbewegung um die Achse 12 verkantungsfrei und erfordert nur einen einzigen Antrieb, der direkt zur Verlagerung der unteren Querachse 16 um die erste Querachse 12 dient und dabei über das untere Kegelradgetriebe 24 die Drehbewegung der Wellen 11, die Relativausrichtung des hintersten Dachteils zur Horizontalen und die Einfaltbewegung des diesem vorgeordneten Dachteils 6 bei der Dachöffnung sowie das Einschwenken der Dachsäulen 9 bewirkt.
