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Die Erfindung bezieht sich auf ein verstellbares Fahrzeugdach für ein Cabriolet-Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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In der
DE 10 2007 042 525 A1 wird ein Fahrzeugdach für ein Cabriolet-Fahrzeug beschrieben, das drei verstellbare Dachteile aufweist, die von einem Verdeckbezugstoff überspannt sind. Die Dachteile sind mittels einer Dachkinematik zwischen einer den Fahrzeuginnenraum überdeckenden Schließposition und einer Öffnungsposition zu verstellen. Die Dachkinematik umfasst eine das mittlere Dachteil verstellende Viergelenkkinematik, die am Fahrzeugaufbau gehalten ist, sowie Relativkinematiken, über die das vordere und das hintere Dachteil unmittelbar am mittleren Dachteil bzw. der Viergelenkkinematik des mittleren Dachteils angelenkt sind. Das hintere Dachteil ist über einen Verbindungslenker mit einem Dachlenker der Viergelenkkinematik des mittleren Dachteils gekoppelt sowie über einen zusätzlichen Koppellenker unmittelbar an das mittlere Dachteil angebunden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen ein Fahrzeugdach, das verstellbare Dachteile und einen Verdeckbezugstoff aufweist, so auszubilden, dass der Verdeckbezugstoff bei der Überführungsbewegung des Fahrzeugdaches zwischen Schließ- und Öffnungsposition keinen hohen Belastungen unterworfen wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
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Das verstellbare Fahrzeugdach für ein Cabriolet-Fahrzeug weist mindestens ein vorderes und ein hinteres Dachteil auf, die über jeweils eine Dachteilkinematik gehalten und zwischen einer den Fahrzeuginnenraum überdeckenden Schließposition und einer den Fahrzeuginnenraum freigebenden Öffnungsposition verstellbar sind. Zumindest das hintere Dachteil ist Träger eines Verdeckbezugstoffes. Bevorzugt ist der Verdeckbezugstoff am vorderen Dachteil befestigt und überspannt bei geschlossenem Fahrzeugdach das hintere Dachteil. Beispielsweise kann der Verdeckbezugstoff im Bereich seiner Vorderkante am vorderen Dachteil und im Bereich seiner Hinterkante am hinteren Dachteil befestigt sein.
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Bei der Überführungsbewegung führt das hintere Dachteil eine Relativbewegung gegenüber dem vorderen Dachteil aus. Beide Dachteile werden gemeinsam zwischen Schließ- und Öffnungsposition verstellt. Durch die Relativbewegung zwischen vorderem und hinterem Dachteil kann auf die Stoffspannung des Verdeckbezugstoffes Einfluss genommen werden.
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Die hintere Dachteilkinematik ist an der vorderen Dachteilkinematik gehalten, welche am Fahrzeugaufbau bzw. der -karosserie gehalten ist. Gemäß bevorzugter Ausführung ist die hintere Dachteilkinematik ausschließlich an der vorderen Dachteilkinematik gehalten. Die vordere Dachteilkinematik ist beispielsweise als eine Mehrgelenkkinematik, insbesondere eine Viergelenkkinematik mit zumindest zwei Dachlenkern ausgeführt, die einenends gelenkig am Fahrzeugaufbau und anderenends gelenkig mit dem vorderen Dachteil verbunden sind. Die hintere Dachteilkinematik ist über Kinematikbauteile mit den Dachlenkern der vorderen Dachteilkinematik gekoppelt. Bei den Kinematikbauteilen handelt es sich zum einen um einen Träger, der fest mit dem hinteren Dachteil verbunden und über ein Drehgelenk mit einem der Dachlenker der vorderen Dachkinematik gekoppelt ist, und zum andern um einen Koppellenker, der einenends gelenkig mit dem Träger und anderenends gelenkig mit einem weiteren Dachlenker der vorderen Dachteilkinematik verbunden ist. Somit erfolgt die Anbindung des hinteren Dachteils an die Kinematik des vorderen Dachteils über insgesamt drei Drehgelenke am Träger und am Koppellenker.
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Die Hebelverhältnisse können in der hinteren Dachteilkinematik so gewählt werden, dass zu Beginn der Öffnungsbewegung eine verhältnismäßig schnelle Relativbewegung des hinteren zum vorderen Dachteil erfolgt, um in möglichst kurzer Zeit Stoffspannung abzubauen und außerdem einen zusätzlichen Bewegungsraum für die Überführungsbewegung freizugeben. An die schnelle Bewegung des hinteren Dachteiles schließt sich eine langsamere Bewegungsphase des hinteren Dachteiles gegenüber dem davor liegenden Dachteil an, die durch höhere Momente gekennzeichnet ist. Zum Schließen des Daches erfolgt der Bewegungsablauf in Gegenrichtung, also zunächst mit einer langsamen Relativbewegung zwischen hinterem und vorderem Dachteil und mit Annäherung an die Schließposition mit erhöhter Relativgeschwindigkeit des hinteren Dachteils gegenüber dem vorderen Dachteil. Die Hebelverhältnisse sind hierbei so gewählt, dass ausreichend hohe Stellmomente für die Überführung des hinteren Dachteiles in die Schließposition aufgebracht werden, die eine zuverlässige und hinreichende Stoffspannung im Verdeckbezugstoff gewährleisten.
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Das hintere Dachteil wird zweckmäßigerweise beim Öffnungsvorgang, also bei der Überführung des Daches von der Schließ- in die Öffnungsposition, gegenüber dem vorderen Dachteil so verstellt, dass in einer ersten Bewegungsphase der Überführungsbewegung in einer Relativbewegung die Hinterkante des hinteren Dachteiles angehoben und zugleich die Vorderkante abgesenkt wird. Hierbei wird nicht nur eine translatorische Relativbewegung zwischen vorderem und hinterem Dachteil durchgeführt, sondern zusätzlich auch eine rotatorische bzw. Schwenkbewegung des hinteren Dachteiles, so dass das hintere Dachteil um eine quer zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Achse geneigt wird und eine Kippbewegung ausführt. Dies bewirkt eine Verkürzung des Abstandes zwischen den Befestigungspunkten des Verdeckbezugstoffes am vorderen Dachteil und am hinteren Dachteil, wodurch die Stoffspannung abgebaut wird. Durch das Anheben der Hinterkante wird außerdem ein zusätzlicher Bewegungsraum für die Verstellbewegung der Dachteile einschließlich ihrer Dachteilkinematik freigegeben.
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Bei einer Überführung des Fahrzeugdaches in Gegenrichtung, also von der Öffnungs- in die Schließposition, läuft auch die Relativbewegung des hinteren Dachteils zum vorderen Dachteil in umgekehrter Richtung ab. Kurz vor Erreichen der Schließposition wird die Vorderkante angehoben und relativ hierzu die Hinterkante abgesenkt, bis vorteilhafterweise in der Schließposition eine durchgehende Außenfläche von vorderem und hinterem Dachteil gegeben ist, auf der der gespannte Verdeckbezugstoff aufliegt. Das hintere Dachteil schließt – in Fahrzeuglängsrichtung gesehen – hierbei zweckmäßigerweise mit seiner Vorderkante an die Hinterkante des vorderen Dachteils an.
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Das Fahrzeugdach kann genau zwei Dachteilen umfassen, die in Schließposition hintereinanderliegen und von dem Verdeckbezugstoff überspannt sind. Grundsätzlich kommen aber auch Ausführungen von mehr als zwei Dachteilen in Betracht, wobei auch in diesem Fall ein hinteres Dachteil bei der Öffnungsbewegung mit der Vorderkante abgesenkt und der Hinterkante angehoben wird; bei dem hinteren Dachteil handelt es sich im Falle von insgesamt drei Dachteilen entweder um das mittlere oder um das am weitesten hinten liegende Dachteil.
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Das vorbeschriebene Fahrzeugdach kann in Cabriolet-Fahrzeugen eingesetzt werden, die beispielhaft mit einem feststehenden, mit dem Fahrzeugaufbau verbundenen Überrollbügel versehen sind. Der Überrollbügel kann bei geschlossenem Fahrzeugdach die Dachkinematik übergreifen, wobei für die Überführungsbewegung die Dachkinematik, insbesondere die vordere Dachteilkinematik, welche mit dem Fahrzeugaufbau verbunden ist, durch eine geöffnete Klappe am Überrollbügel hindurchgeführt werden kann. Zumindest in der Ablageposition des Fahrzeugdaches, vorteilhafterweise aber auch in der Schließposition des Daches ist die Klappe geschlossen, wobei die Klappe in der Schließposition des Daches die Dachkinematik überdeckt.
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In den Überrollbügel kann eine Einbuchtung eingebracht sein, die von der Klappe abdeckbar ist, wobei bei geschlossenem Fahrzeugdach die Dachkinematik durch die Einbuchtung geführt und von der Klappe überdeckt ist; die Dachkinematik befindet sich somit zwischen dem Überrollbügel und der Klappe. Bei geöffneter Klappe kann die Dachkinematik aus der Einbuchtung herausgehoben bzw. in diese hineinverstellt werden.
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Die Klappe ist über eine Klappenkinematik gehalten, insbesondere unmittelbar an den feststehenden Abschnitten des Überrollbügels, und kann mithilfe einer Übertragungseinrichtung von der Dachbewegung gesteuert werden, so dass kein zusätzlicher Aktuator für die Verstellbewegung der Klappe erforderlich ist. Die Übertragungseinrichtung umfasst beispielsweise ein Zug-Druck-Kabel, das einenends mit der Klappenkinematik und anderenends mittelbar oder unmittelbar mit der Dachkinematik verbunden ist. Auf diese Weise kann die Stellbewegung der Dachkinematik zur Überführung der Klappe zwischen deren Schließ- und Öffnungsstellung genutzt werden.
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Am Fahrzeugaufbau kann eine Lagerkonsole befestigt sein, die Träger der vorderen Dachteilkinematik sowie gegebenenfalls auch der Übertragungs- bzw. Verstelleinrichtung ist, über die die Klappenbewegung der Klappe im Überrollbügel gesteuert wird.
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Zweckmäßigerweise sind sowohl das vordere Dachteil als auch das hintere Dachteil jeweils flächig ausgebildet und überdecken in Schließposition den Fahrzeuginnenraum vollständig. Der Verdeckbezugstoff überzieht die Außenseite der flächigen Dachteile und unterstützt das Cabriolet-artige Aussehen des Fahrzeugs.
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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 ein Cabriolet-Fahrzeug in perspektivischer Ansicht,
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2 das Fahrzeugdach in perspektivischer Einzeldarstellung im geschlossenen Zustand, mit einem Überrollbügel, der im linken und rechten Seitenbereich jeweils eine schwenkbare Klappe aufweist,
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3 das Fahrzeugdach in einer ersten Phase der Öffnungsbewegung, mit geöffneten Klappen im Überrollbügel, wobei die Dachlenker der Dachkinematik durch freigegebene Einbuchtungen im Überrollbügel hindurchtreten,
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4 das Fahrzeugdach kurz vor Erreichen der Öffnungsposition, mit noch geöffneten Klappen im Überrollbügel,
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5 das Fahrzeugdach in Öffnungsposition mit geschlossenen Klappen im Überrollbügel,
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6 in Seitenansicht ein Fahrzeugdach mit einem vorderen und hinteren Dachteil während der Überführung zwischen Schließ- und Öffnungsposition,
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7 in schematischer Darstellung die Kinematikbauteile der Dachkinematik von vorderem und hinterem Dachteil.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist ein Cabriolet-Fahrzeug 1 mit einem verstellbaren Fahrzeugdach 2 dargestellt, das zwischen der in 1 dargestellten Schließposition und einer Öffnungsposition verstellbar ist, in der das Fahrzeugdach 2 in einem heckseitigen Verdeckkasten abgelegt ist. Das Fahrzeugdach 2 umfasst ein vorderes Dachteil 3 und ein dahinter liegendes Dachteil 4, die über eine Dachkinematik verstellbar am Fahrzeugaufbau gehalten sind. Im Heckbereich befindet sich ein Heckteil 5, das sich in der Schließposition des Fahrzeugdaches 2 an einen feststehenden Überrollbügel 6 anschließt, der zwischen dem Dachteil 4 und dem Heckteil 5 liegt. Das Heckteil 5 ist über ein Viergelenkscharnier verstellbar am Fahrzeugaufbau festgelegt und kann in eine aufgeschwenkte Position verstellt werden, um bei der Überführungsbewegung des Fahrzeugdaches zwischen Schließ- und Öffnungsposition einen Überführungs- bzw. Bewegungsraum für das Dach und die Dachkinematik freizugeben. Der Verdeckkasten zur Aufnahme des Fahrzeugdaches in der Öffnungsposition befindet sich unterhalb des Heckteils 5. Die Vorderkante des geschlossenen Heckteils 5 grenzt an den Überrollbügel 6 an, an dem im seitlichen Übergangbereich zwischen dem annähernd vertikalen Abschnitt und dem oberen, annähernd horizontalen Abschnitt verstellbare Klappen 7 angeordnet sind.
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In 2 ist das Fahrzeugdach 2 in Einzeldarstellung ohne das hinten liegende Heckteil dargestellt. In der geschlossenen Dachposition liegt die Hinterkante des hinteren Dachteils 4 am Überrollbügel 6 an, der fest am Fahrzeugaufbau gehalten ist. Im Seitenbereich weist der Überrollbügel 6 jeweils eine öffenbare Klappe 7 auf, die über eine Klappenkinematik am Überrollbügel gehalten und zwischen der dargestellten Schließposition und einer geöffneten Position verstellbar ist, in welcher eine nach unten gerichtete Einbuchtung im Überrollbügel freigegeben ist. Die Dachkinematik 8 des Fahrzeugdaches 2 liegt in Schließposition in der Einbuchtung im Überrollbügel 6 und unterhalb der Klappe 7. Zum Verstellen zwischen Schließ- und Öffnungsposition werden die Klappen 7 im Überrollbügel 6 geöffnet, so dass die Dachkinematik 8 durch die geöffneten Klappen 7 im Überrollbügel 6 hindurchgeschwenkt werden kann. Anschließend werden die Klappen 7 wieder geschlossen. Die Stellbewegung der Klappen 7 ist über eine Übertragungseinrichtung mit der Dachkinematik gekoppelt, so dass die Klappenbewegung von der Bewegung der Dachkinematik gesteuert wird.
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Die Dachkinematik 8 im linken und rechten Fahrzeugseitenbereich ist jeweils als Viergelenkkinematik ausgebildet und umfasst zwei Dachlenker 9 und 10, die in Fahrzeuglängsrichtung gesehen hintereinander liegend angeordnet sind. Aufbauseitig sind die Dachlenker 9 und 10 über jeweils ein Drehgelenk an einer Lagerkonsole 11 gelagert, welche fest mit dem Fahrzeugaufbau verbunden ist. Dachseitig sind die Dachlenker 9 und 10 über weitere Drehgelenke mit dem vorderen Dachteil 3 gekoppelt. Das hintere Dachteil 4 ist über eine weitere Dachteilkinematik 17 (6, 7) an den Dachlenkern 9, 10 angebunden.
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Die Dachkinematik 8 wird von einer Vorgelegekinematik 12 verstellt, welche ebenfalls an der Lagerkonsole 11 gehalten ist. Die Vorgelegekinematik 12 umfasst einen als Hydraulikzylinder ausgeführten Linearantrieb 13, einen Steuerlenker 14, der vom Hydraulikzylinder 13 angetrieben wird, sowie einen Antriebslenker 15, über den die Bewegung des Steuerlenkers 14 auf einen Dachlenker der Dachkinematik 8 übertragen wird.
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In den 3 bis 5 ist das Fahrzeugdach 2 in weiteren Bewegungsphasen während der Ablage- bzw. Öffnungsbewegung dargestellt. Da die Dachkinematik 8 mit den Dachlenkern 9 und 10 im geschlossenen Dachzustand von den Klappen 7 übergriffen ist, müssen die Klappen 7 im Überrollbügel zum Freigeben der Einbuchtungen 16 in eine Öffnungsstellung überführt werden, so dass die Dachlenker 9 und 10, wie insbesondere 3 zu entnehmen, aus den offenliegenden Einbuchtungen 16 herausgeführt werden können. Gleiches gilt für die Schließbewegung des Daches. Die Einbuchtungen 16 befinden sich im seitlichen Überrollbügelbereich im Übergang zwischen dem seitlich angeordneten, steil aufragenden Abschnitt und dem mittleren, annähernd horizontalen Abschnitt des Überrollbügels.
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Die Klappen 7 sind über jeweils eine Klappenkinematik verstellbar am Überrollbügel 6 gehalten und werden zum Öffnen nach oben geschwenkt, so dass die Klappen 7 in der Öffnungsstellung auf dem horizontalen, oberen Abschnitt des Überrollbügels 6 aufliegen.
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Die Bewegung der Klappen 7 wird über die Übertragungseinrichtung von der Stellbewegung der Dachkinematik 8 gesteuert. Allerdings führen die Klappen 7 im Unterschied zur Bewegung der Dachkinematik keine kontinuierliche Bewegung aus, sondern verharren im geöffneten Zustand so lange in ihrer Position oberhalb des Überrollbügels 6, bis die Dachkinematik 8 aus den Einbuchtungen 16 herausgetreten ist und das Fahrzeugdach 2 sich seiner Endposition angenähert hat. In dieser Phase der Dachbewegung, die in den 3 und 4 dargestellt ist, bleiben die Klappen 7 ohne Relativbewegung auf dem Überrollbügel 6 liegen.
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Kurz vor Erreichen der Endposition des Fahrzeugdaches werden die Klappen 7 wieder geschlossen, was in 5 dargestellt ist.
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In den 6 und 7 ist das Fahrzeugdach 2 des Cabriolet-Fahrzeugs jeweils in Seitendarstellung in einer Zwischenposition zwischen Schließ- und Öffnungsstellung gezeigt. Die Fahrzeug-Vorwärtsrichtung ist mit dem Pfeil F gekennzeichnet.
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Dargestellt ist die vordere Dachteilkinematik 8, über die das vordere Dachteil 3 mit der aufbaufest angeordneten Lagerkonsole 11 verbunden ist und die den hinteren Dachlenkern 9 und den vorderen Dachlenker 10 umfasst, wobei beide Dachlenker 9, 10 sowohl gelenkig mit dem vorderen Dachteil 3 als auch gelenkig mit der Lagerkonsole 11 verbunden sind. Der vordere Dachlenker 10 wird über die Vorgelegekinematik 12 mit dem als Hydraulikzylinder ausgebildeten Linearantrieb 13, dem an der Lagerkonsole 11 gelagerten Steuerlenker 14 und dem Antriebslenker 15 beaufschlagt, wodurch das Fahrzeugdach 2 zwischen der Schließ- und Öffnungsposition verstellt wird.
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Die hintere Dachteilkinematik 17, über die das hintere Dachteil 4 relativ zum vorderen Dachteil 3 zu bewegen ist, ist an den beiden Dachlenkern 9 und 10 der vorderen Dachteilkinematik 8 angelenkt. Die hintere Dachteilkinematik 17 umfasst einen Träger 18, der fest mit dem hinteren Dachteil 4 verbunden ist, sowie einen Koppellenker 19. Der Träger 18 ist an seinem freien, dem hinteren Dachteil 4 abgewandten Ende über ein Drehgelenk 20 schwenkbar am vorderen Dachlenker 10 der vorderen Dachteilkinematik 8 angelenkt. Der Koppellenker 19 ist über ein erstes Drehgelenk 22 schwenkbar mit dem Träger 18 und ein zweites Drehgelenk 21 schwenkbar mit dem hinteren Dachlenker 9 der vorderen Dachkinematik 8 gekoppelt. Das Drehgelenk 22 des Koppellenkers 19 befindet sich in einem mittleren Abschnitt des Trägers 18.
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Die Hebelverhältnisse in der hinteren Dachteilkinematik 17 sind so gewählt, dass in der Position des Daches benachbart zur Schließstellung das hintere Dachteil 4 eine Relativstellbewegung gegenüber dem vorderen Dachteil 3 mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit durchführt. In Phasen, in welchen das Fahrzeugdach relativ weit von der Schließposition entfernt ist, ist dagegen die Relativgeschwindigkeit des hinteren Dachteils 4 gegenüber dem vorderen Dachteil 3 reduziert; in diesen Bewegungsphasen wird das Dachteil 4 über seine Dachteilkinematik 17 mit höherer Hebelwirkung verstellt.
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Während der Öffnungsbewegung des Fahrzeugdaches 2, ausgelöst über eine Stellbewegung der vorderen Dachteilkinematik 8 durch den Antrieb über die Vorgelegekinematik 12, wird über die Kopplung zwischen hinterer und vorderer Dachteilkinematik auch das hintere Dachteil 4 verstellt. Zu Beginn der Verstellbewegung, beginnend in der Schließposition, wird die Vorderkante 4a des hinteren Dachteils 4 relativ zum vorderen Dachteil 3 abgesenkt, zugleich wird die Hinterkante 4b des hinteren Dachteils 4 gegenüber der Vorderkante 4a angehoben, so wie dies in 6 dargestellt ist. Hierdurch werden zwei Effekte erzielt: Zum einen wird der Abstand zwischen der Vorderkante des vorderen Dachteils 3 und der Hinterkante 4b des hinteren Dachteils 4 verkürzt, wodurch die Spannung im Verdeckbezugstoff 23 abgebaut wird, der einenends am vorderen Dachteil und anderenends am hinteren Dachteil befestigt ist. Durch die Abstandsverkürzung kann der Verdeckbezugstoff 23 in Falten gelegt werden.
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Zum andern wird durch die Anhebung der Hinterkante 4b ein vergrößerter Bewegungsraum unterhalb des hinteren Dachteils 4 freigegeben, der zur Öffnung der Klappen 7 zur Verfügung steht, welche synchron mit der Dachbewegung erfolgt.
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Bei der Ablage- bzw. Öffnungsbewegung wird das hintere Dachteil 4 zumindest im Wesentlichen, zweckmäßigerweise aber vollständig unter das vordere Dachteil 3 verschwenkt, so dass die Dachteile 3 und 4 in Öffnungsposition ein übereinanderliegendes, parallel zueinander angeordnetes Dachteilpaket bilden, welches in einem heckseitigen Verdeckkasten des Fahrzeugs abgelegt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Cabriolet-Fahrzeug
- 2
- Fahrzeugdach
- 3
- vorderes Dachteil
- 4
- hinteres Dachteil
- 4a
- Vorderkante des hinteren Dachteils
- 4b
- Hinterkante des hinteren Dachteils
- 5
- Heckteil
- 6
- Überrollbügel
- 7
- Klappe
- 8
- vordere Dachteilkinematik
- 9
- Dachlenker
- 10
- Dachlenker
- 11
- Lagerkonsole
- 12
- Vorgelegekinematik
- 13
- Linearantrieb
- 14
- Steuerlenker
- 15
- Antriebslenker
- 16
- Einbuchtung
- 17
- hintere Dachteilkinematik
- 18
- Träger
- 19
- Koppellenker
- 20 bis 22
- Drehgelenk
- 23
- Verdeckbezugstoff
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007042525 A1 [0002]
