DE102021120122A1

DE102021120122A1 - Fahrzeugdach mit einem Deckel zum wahlweisen Öffnen oder festen Verschließen einer Öffnung in einem Fahrzeugdach und Verfahren zum Abbremsen eines solchen Deckels

Info

Publication number: DE102021120122A1
Application number: DE102021120122.5A
Authority: DE
Inventors: Moritz PRADELLA; Alexander Hinz; Noah Winkeljann
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2021-08-03
Filing date: 2021-08-03
Publication date: 2023-02-09

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugdach (10) mit einem Deckel (12) zum wahlweisen Öffnen oder festen Verschließen einer Dachöffnung in dem Fahrzeugdach (10).Erfindungsgemäß ist am Deckel (12) ein metallisches Bauteil angeordnet und ferner dachfest eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfelds (B), sodass der Deckel (12) in einer Stellung, in der die Dachöffnung mindestens teilweise freigegeben ist, bei einer vertikalen Bewegung eine dieser entgegengesetzte Bremswirkung durch einen Wirbelstrombremseffekt erfährt, indem durch die Bewegung des metallischen Bauteils des Deckels (12) in dem Magnetfeld(B→)Wirbelströme in dem metallischen Bauteil induziert werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugdach gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Ein solches gattungsgemäßes Fahrzeugdach weist einen Deckel auf zum wahlweisen Öffnen oder festen Verschließen einer Öffnung in dem Fahrzeugdach und der Deckel kann zum Freigeben der Dachöffnung in Fahrtrichtung mindestens teilweise hinter die Dachöffnung verlagert und dabei insbesondere mit seiner Hinterkante über benachbarte Bereiche des Fahrzeugdachs angehoben werden. Man spricht auch von einem Spoilerdach. Gattungsgemäße Fahrzeugdächer sind aus der DE 35 32 111 A1 und aus der DE 10 2019 135 699 A1 bekannt.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Dämpfen und / oder Abbremsen eines solchen Deckels gemäß Anspruch 12.
Bei solchen bekannten Fahrzeugdächern wird in der Regel der Deckel zum Freigeben der Dachöffnung während der Verlagerung hinter diese Dachöffnung über benachbarte Bereiche des Fahrzeugdachs angehoben. Benachbarte Bereiche des Fahrzeugdachs können dabei Bereiche einer festen Dachaußenhaut aus Stahl oder Kunststoff sein oder auch eine hinter der Öffnung angeordnete Festverglasung. Unter einer Festverglasung ist dabei ein Bereich zu verstehen, der ebenfalls eine Öffnung in dem Fahrzeugdach beinhaltet, wobei diese Öffnung allerdings mit einer nicht verlagerbaren transparenten Platte fest verschlossen ist.
Damit der verlagerbare Deckel so bewegt werden kann, muss er entsprechend abgestützt sein, wenn er nach hinten verlagert wird. Die Abstützung an der Deckelvorderkante bietet dabei keine großen Probleme, da in diesem Bereich der Deckel mit einer Mechanik geführt werden kann, welche entlang von dachfest angeordneten Führungsschienen verlagerbar ist, bis die Deckelvorderkante nahe eines in Fahrtrichtung hinteren Randes der Dachöffnung angekommen ist.
Problematischer ist die Abstützung des hinteren Bereichs des Deckels, welcher über den hinteren Rand der Öffnung hinaus verlagert werden muss, um einen entsprechenden Bereich der Dachöffnung freizugeben. Die Abstützung kann hier über einen außen mitfahrenden, an der Deckelhinterkante nicht verlagerbar angeordneten Hebel zum Abstützen des hinteren Bereichs des Glasdeckels vorgenommen werden. Dieser Hebel muss dann allerdings entlang des Fahrzeugdachs in einer Fuge mit Dichtungen geführt werden, die neben der Dachöffnung parallel zur Verlagerungsrichtung des Deckels und über die Dachöffnung hinaus nach hinten verläuft. Eine solche Füge ist von außen sichtbar und beeinflusst den Gesamteindruck des Fahrzeugdachs in negativer Weise.
Alternativ wird auf einen fest an der Hinterkante des Deckels montierten Ausstellhebel verzichtet. Die Abstützung eines solchen Deckels an zwei hintereinanderliegenden Punkten wird dann über eine Mechanik realisiert, die bei einem Verlagern des Deckels nach hinten bis auf ein Mindestmaß zusammengefahren werden kann und somit den Deckel hinsichtlich einer vertikalen Auslenkung abstützt. Der hintere Abstützpunkt kann dabei durch einen relativ zum Deckel verlagerbar am Deckel angeordneten Ausstellhebel realisiert sein. Der vordere Abstützpunkt kann deckelfest angeordnet sein. Zum Freigeben der Dachöffnung wird der Deckel bis zu einer Endposition nach hinten verschoben und mit ihm der hintere Ausstellhebel, dieser allerdings nur bis in den Bereich der Hinterkante der Dachöffnung, wo der Ausstellhebel dann stehen bleibt. Somit reduziert sich anschließend der Abstand zwischen vorderem und hinterem Abstützpunkt bis auf das besagte Mindestmaß (siehe hierzu auch die Erläuterungen zu den 1 bis 3).
Je kleiner ein solches Mindest- oder Blockmaß ist, umso größer ist einerseits der freigebbare Bereich der Dachöffnung, aber und umso weniger effektiv ist auch die Abstützung hinsichtlich einer vertikalen Auslenkung des Deckels an seine Hinterkante. Dies kann zu dem Problem führen, dass beispielsweise beim Durchfahren eines Schlaglochs die freischwebende Deckelhinterkante auf einen hinter der Dachöffnung angeordneten festen Glasdeckel oder eine Außenhaut des Fahrzeugdachs aufschlagen, und somit das Fahrzeugdach beschädigt werden kann.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeugdach zu schaffen, bei welchem diese Probleme reduziert werden.
Es ist weiterhin eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Dämpfen oder Abbremsen eines solchen Deckels, insbesondere gegenüber vertikalen Auslenkungen der Deckelhinterkante, zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Fahrzeugdach gemäß dem Kennzeichen von Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren zum Dämpfen und / oder Abbremsen eines Deckels gemäß Anspruch 12.
Bei einem erfindungsgemäßen Fahrzeugdach ist am Deckel oder alternativ am Fahrzeugdach ein metallisches Bauteil angeordnet, und ferner dachfest oder alternativ am Deckel eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Magnetfelds. Wenn also das metallische Bauteil am Deckel angeordnet ist, so ist die Vorrichtung zum Erzeugen des Magnetfelds dachfestangeordnet und umgekehrt bei der alternativen Lösung.
Das metallische Bauteil und die Vorrichtung zum Erzeugen eines Magnetfelds sind dabei so angeordnet, dass der Deckel in einer Stellung, in der die Dachöffnung mindestens teilweise freigegeben ist, bei einer vertikalen Bewegung (oder zumindest eine vertikalen Bewegungskomponente) eine dieser vertikalen Bewegung entgegengesetzte Bremswirkung durch einen Wirbelstrombremseffekt erfährt, indem durch die Bewegung des metallischen Bauteils in dem Magnetfeld Wirbelströme in dem metallischen Bauteil induziert werden. Im Gegensatz zu einer reinen federartigen Wirkung, die beispielsweise mittels zweier entgegengesetzt gepolter Permanentmagnete erreicht werden würde, wird die Schwingungsbewegung so gedämpft.
Eine Wirbelstrombremse, auch Induktionsbremse genannt, beruht auf dem elektromagnetischen Prinzip, dass sich bei der Bewegung eines elektrischen Leiters (im vorliegenden Fall des metallischen Bauteils) in einem Magnetfeld senkrecht zu dessen Feldlinien, in dem Leiter Spannungen und in der Folge Wirbelströme induziert werden. Diese Wirbelströme erzeugen wiederum nach der Lenzschen Regel ein eigenes Magnetfeld, welches die Bewegung des Leitermaterials abbremst. Diese Bremskraft wird auch als Lorentzkraft bezeichnet. Durch die Anordnung des metallischen Bauteils am Deckel (oder alternativ am Fahrzeugdach) und der Vorrichtung zum Erzeugen eines Magnetfelds dachfest (oder alternativ am Deckel) kann daher eine unerwünschte Bewegung des Deckels in vertikaler Richtung durch den Wirbelstrombremseffekt abgebremst werden.
Unerwünschte Bewegungen sind insbesondere schnelle vertikale Bewegungen die durch Windeinflüsse oder insbesondere Fahrbahnunebenheiten in Verbindung mit der Massenträgheit des Deckels entstehen können. Ausstellbewegungen, die beispielsweise durch eine Kulissenführung am Deckel gezielt gesteuert werden, werden durch die geringe Geschwindigkeit hingegen praktisch gar nicht abgebremst.
Vorteilhafterweise kann so insbesondere ein Bereich des metallischen Bauteils in der Nähe der Deckelhinterkante, beispielsweise in der hinteren Hälfte des Deckels oder im hinteren Drittel des Deckels (oder bei umgekehrter Anordnung an einer entsprechenden Stelle des Fahrzeugdachs unterhalb des nach hinten verlagerten Deckels) mit einer vertikal unterhalb (oder oberhalb) angeordneten Vorrichtung zur Erzeugung des Magnetfelds eine vertikale Schwingungskomponente der Hinterkante des Deckels effektiv bremsen oder dämpfen. Das Prinzip der Wirbelstrombremse entlastet folglich die rein mechanische Anbindung des Deckels. Die bei diesem Prinzip der Wirbelstrombremse anfallende Bremsenergie wird in Form von Wärme abgeführt, die durch die Wirbelströme beim Durchströmen des metallischen Bauteils mit einer endlichen Leitfähigkeit entsteht.
Ein weiterer Vorteil eines erfindungsgemäßen Fahrzeugdachs besteht in der völlig geräuschlosen und verschleißfreien Wirkung der integrierten Wirbelstrombremse
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß Anspruch 12 ist am Deckel oder alternativ am Fahrzeugdach ein metallisches Bauteil angeordnet und wird mittels einer dachfest oder alternativ am Deckel angeordneten Vorrichtung ein Magnetfeld so erzeugt, dass der Deckel bei einer vertikalen Bewegung eine dieser Bewegung entgegengesetzte Bremswirkung durch einen Wirbelstrombremseffekt erfährt, indem durch die Bewegung des metallischen Bauteils in dem Magnetfeld Wirbelströme in dem metallischen Bauteil induziert werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Vorzugsweise sind das metallische Bauteil und die Vorrichtung zur Erzeugung des Magnetfelds so angeordnet, dass die Stellungen, in der der Wirbelstrombremseffekt auftritt oder maximal ist, eine Endposition eines maximalen Verschiebewegs des Deckels ist.
Die Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfelds kann einen Permanentmagneten oder einen Elektromagneten beinhalten. Ein Permanentmagnet bietet den Vorteil, dass er keine elektrische Leistung verbraucht, während ein Elektromagnet den Vorteil eines über die Bestromung steuerbaren Magnetfelds und somit einer steuerbaren Bremswirkung bietet. Selbstverständlich können auch mehrere Magnete hintereinandergeschaltet werden, um ein stärkeres Magnetfeld zu erzeugen.
Mittels der Magnete ist vorzugsweise ein magnetischer Dipol vorhanden (Permanentmagnet) oder kann erzeugbar werden (Elektromagnet), der mit einer Mittelachse quer zur oder entlang der Fahrtrichtung ausgerichtet ist. Da mit einer Wirbelstrombremse nur Bewegungen senkrecht zum Magnetfeld gebremst werden können, bietet diese Anordnung vorteilhafterweise ein Magnetfeld quer zu der senkrechten Bewegungsrichtung des Deckels aus, die abgebremst werden soll.
Der Permanentmagnet oder der Elektromagnet ist bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung so angeordnet und ausgerichtet, dass ein Magnetfeld vorhanden oder erzeugbar ist, in welches das metallische Bauteil bei einer Bewegung des Deckels eintaucht. Dabei kann insbesondere eine Komponente des Magnetfelds senkrecht zu einer Komponente einer Bewegungsrichtung des metallischen Bauteils ausgerichtet sein, in der die Bewegung des Deckels abgebremst werden soll. Durch das Eintauchen wir so die Bremswirkung erzeugt. Unter einem Eintauchen ist dabei zu verstehen, dass das metallische Bauteil entlang eines Gradienten des Magnetfelds verlagert wird in Richtung zunehmender Feldstärke.
Vorzugsweise ist der Permanentmagnet oder der Elektromagnet mit einer Längsachse quer zur oder entlang der Fahrrichtung ausgerichtet, was den Vorteil bietet, dass vertikale Bewegungen des Deckels besonders gut gedämpft werden können.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das metallische Bauteil ein Deckelträger, und die Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfelds ist dachfest im Bereich eines Rands der Dachöffnung angeordnet. Der Deckelträger kann so neben seiner eigentlichen Aufgabe der Abstützung des Deckels auch Teil der Wirbelstrombremse sein, ohne dass ein zusätzliches Bauteil verbaut werden muss.
Die Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfelds ist vorzugsweise dachfest an einem Rahmen angeordnet, welcher einen Rand der Dachöffnung mindestens teilweise umgibt. Ein solcher Rahmen kann ein eine Dachöffnung umlaufender Rahmen eines Dachmoduls sein. Unter einem Dachmodul ist dabei ein komplettes Dach zu verstehen, welches eine mit einem Deckel wahlweise öffenbare und verschließbare Dachöffnung aufweist. Ein solches Dachmodul kann von entsprechend spezialisierten Hersteller produziert und an die Automobilindustrie geliefert werden. Beim Fahrzeughersteller erfolgt dann die Endmontage auf die Fahrzeug karosserie.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet die Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfelds einen Elektromagneten, welcher mit einem elektrischen Strom zur Erzeugung des Magnetfelds beaufschlagt werden kann, und eine Steuerung ist vorgesehen ist, welche dazu ausgelegt ist, die Bestromung des Elektromagnets zu variieren. Dies bietet den Vorteil, dass durch eine gesteuerte Bestromung der Wirbelstrombremseffekt für verschiedene Dächer individuell eingestellt, geregelt und dimensioniert werden kann. Der Wirbelstrombremseffekt kann auch auf die Fahrzeugdynamik angepasst werden. Das Magnetfeld kann weiter vorzugsweise mit einer EMV-Abschirmung versehen sein.
Zusätzlich kann zur Dämpfung einer Bewegung des Deckels am Deckel und dachfest jeweils ein Permanentmagnet oder ein Elektromagnet so angeordnet sein, dass bei einer Annäherung der beiden Magnete eine zunehmende abstoßende Kraft auftritt. Dies bietet den Vorteil einer weiteren Dämpfung und so kann bei senkrechter Ausrichtung der Dipole eine Deckelhinterkante schon gedämpft werden, bevor das metallische Bauteil in das Magnetfeld eingetaucht ist, so dass ein signifikanter Wirbelstrombremseffekt auftritt.
Bei einem besonders bevorzugten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfelds einen Elektromagneten beinhaltet und die Bestromung des Elektromagneten variiert werden kann in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern. Eine Variation der Bestromung des Elektromagneten führt zu einer Variation des Magnetfelds und somit zu unterschiedlich stark ausgeprägten Wirbelstrombremseffekten. So kann in vorteilhafter Weise die Dämpfungswirkung durch den Wirbelstrombremseffekt variiert und gesteuert oder geregelt werden. Die Bestromung des Elektromagneten kann beispielsweise in Abhängigkeit von der aktuellen Position des Deckels relativ zu benachbarten karosseriefesten Bereichen des Fahrzeugdachs eingestellt werden. Bei einem in seine Endposition verlagerten Deckel kann eine größere Bremswirkung eingestellt werden. Die Position des Deckels kann dabei über einen Verfahrweg eines Antriebs des Deckels oder alternativ durch Sensoren ermittelt werden. Der Verfahrweg kann auch der Verfahrweg eines Antriebskabels zum Bewegen des Deckels sein und über die Bewegung eines das Antriebskabel antreibenden Elektromotors ermittelt werden. Auch dem Fachmann bekannte Sensoren, wie Abstandssensoren, können verwendet werden, um die aktuelle Position des Deckels zu ermitteln.
Alternativ kann auch eine aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs als Parameter verwendet werden, um die Bestromung des Elektromagneten zu variieren. Bei höheren Geschwindigkeiten ist die Gefahr einer zu großen Auslenkung der Deckelhinterkante größer als bei niedrigen Geschwindigkeiten, sodass die Steuerung des Elektromagneten so vorgenommen werden kann, dass bei höheren Geschwindigkeiten ein stärkerer Bremseffekt durch die Wirbelstrombremse eingestellt wird.
Auch eine Fahrbahnbeschaffenheit kann als Parameter für die Steuerung verwendet, wobei diese durch das Fahrzeug selbst über Beschleunigungssensoren oder aus Navigationsdaten ermittelt werden kann, welche eine Fahrbahnbeschaffenheit beinhalten.
Die Bestromung des Elektromagnets wird vorzugsweise gepulst vorgenommen, insbesondere phasenverschoben zu einer Schwingung des Deckels. Typische Eigenschwingungen des Systems und Resonanzfrequenzen können so vorteilhafterweise optimal gedämpft werden. Phasenverschiebungen von 150° bis 210, insbesondere von 180° können dabei Verwendung finden.
Die Steuerung der Bestromung des Elektromagneten bietet den weiteren Vorteil, dass keine unnötig hohe elektrische Leistung zu Verfügung gestellt werden muss.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert.
Dabei zeigt:

1 ein aus dem Stand der Technik bekanntes, als Spoilerdach ausgebildetes Fahrzeugdach mit geschlossenem Deckel;
2 das Dach gemäß 1 bei ausgestelltem Deckel;
3 das Dach gemäß 1 bei zurückgeschobenem Deckel;
4 eine Ansicht von oben auf ein erfindungsgemäßes Fahrzeugdach; und
5 einen Querschnitt durch das Fahrzeugdach der 4 (siehe gestrichelte Linie dort) mit einem nach hinten verlagerten Deckel.

1 zeigt zur Erläuterung eines Spoilerdachs ein aus der DE 35 32 111 A1 bekanntes Fahrzeugdach 10, bei welchem in einer Dachfläche 1 eine Dachöffnung 2 vorgesehen ist. Ein Deckel 12 verschließt in der Schließstellung gemäß 1 die Dachöffnung 2.
Das Fahrzeugdach 10 weist einen Ausstellmechanismus mit zwei Ausstellhebeln 4 auf (nur einer ist dargestellt), die sich auf beiden Seiten des Deckels 12 nahe dem hinteren Ende der Dachöffnung 2 befinden. Der Ausstellhebel 4 ist um ein mit Bezug auf die Dachfläche 1 feststehendes Lager 5 schwenkbar. Ein von dem Lager 5 abgewandtes Ende des Ausstellhebels 4 ist über einen Gelenkzapfen 6 am Deckel 12 angelenkt. Der Gelenkzapfen 6 ist in einem in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Führungsschlitz 7 eines an der Unterseite des Deckels 12 sitzenden Deckelträgers 16 verstellbar. Die Schwenkbewegung des Ausstellhebels 4 um das Lager 5 wird mittels eines Ausstellmotors 9 über ein Gewindekabel 13 erzwungen.
Der Deckel 12 ist über ein Gelenk 11 an einem Gleitstück 17 angelenkt, das in einer dachfest angeordneten Führungsschiene 19 (in der 3 angedeutet) in Fahrzeuglängsrichtung verstellbar ist. Das Gleitstück 17 wird entlang der ihm zugeordneten Führungsschiene 19 mittels eines Verschiebemotors 15 verschoben.
Zum Ausstellen des Deckels 3 aus der Schließstellung gemäß 1 in die in 2 dargestellte Lüftungsstellung wird nur der Ausstellmotor 9 eingeschaltet, der den Ausstellhebel 4 in den 1 und 2 im Uhrzeigersinn verschwenkt. Der Verschiebemotor 15 ist ausgeschaltet und hält das Gleitstück 17 fest. Der Deckel 12 wird dabei wie ein Spoiler ausgestellt.
Hat der Deckel 12 die Stellung gemäß 2 erreicht und soll ausgehend davon der Deckel 12 nach hinten geschoben werden (3), werden der Ausstellmotor 9 und der Verschiebemotor 15 wirksam gemacht. Der Verschiebemotor 15 schiebt das Gleitstück 17 und mit ihm den Deckel 12 in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten. Gleichzeitig wird der Ausstellhebel 4 langsam weiter im Uhrzeigersinn verschwenkt. Dabei nähert sich das Gleitstück 17 dem Ausstellehebel 4, sodass diese beiden Abstützpunkte einen gegenüber den 1 und 2 reduzierten Abstand einnehmen. Je kleiner dieses Mindest- oder Blockmaß ist, umso stärker kann der Deckel 12 an seiner Hinterkante in Schwingungen geraten.
Diese Problematik wird durch ein erfindungsgemäßes Fahrzeugdach 10 gelöst, wie es im Folgenden anhand der 4 und 5 beispielhaft erläutert wird. Dabei wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Steuerung des Deckels 12 gemäß der 1 bis 3 nur eine mögliche Lösung darstellen. Aus der DE 10 2019 135 699 A1 ist ein Spoilerdach bekannt, bei welchem nur einen Antriebsmotor benötigt wird dem der hintere Ausstellhebel an der Karosserie ebenfalls beweglich gelagert ist.
4 zeigt ein erfindungsgemäßes Fahrzeugdach 10 mit einem Deckel 12 zum wahlweisen Öffnen oder festen Verschließen einer Öffnung in dem Fahrzeugdach 10. Der Deckel 12 kann auch hier zum Freigeben der Dachöffnung mindestens teilweise hinter diese verlagert und dabei über benachbarte Bereiche des Fahrzeugdachs 10 angehoben werden, in diesem Fall über eine Festverglasung 14, die hinter der öffenbaren und verschließbaren Dachöffnung des Deckels 12 angeordnet ist.
Selbstverständlich kann die Festverglasung 14 im Bereich hinter der öffenbaren Dachöffnung auch entfallen und lediglich eine einfache Dachaußenhaut vorhanden sein.
5 zeigt den Deckel 12 der 4 nun in einem Zustand, in dem er bis zu einer Endposition nach hinten und mit seinem hinteren Bereich über die Fahrzeugfestverglasung 14 verlagert ist. Am Deckel 12 ist ein metallischer Deckelträger 16 angeordnet, der aus einem Stahl gefertigt ist. Der Deckelträger 16 weist eine Kulissenführung 24 auf, mit der in bekannter Weise der Deckel 12 beim Verlagern nach hinten über eine nicht näher dargestellte Mechanik nach oben ausgestellt wird auf eine Höhe oberhalb der Festverglasung 14.
Unterhalb der Festverglasung 14 ist eine Aufnahme 22 für einen Elektromagneten 20 an einem Rahmen 18 des Fahrzeugdachs 10 angeordnet. Die Aufnahme 22 ist dabei schematisch als eine Auswölbung des Rahmens 18 nach unten dargestellt, um den nötigen Bauraum für den Einbau des Elektromagneten 20 zu schaffen. Der Elektromagnet 20 ist in diesem Fall eine stromdurchflossene Spule mit einer Längsrichtung, die im vorliegenden Fall horizontal und quer zur Fahrtrichtung ausgerichtet ist. Mit einem X ist ein Vektorpfeil eines Magnetfelds 26 angedeutet, welches innerhalb des Elektromagnets 20 entlang der Spulenlängsachse ebenfalls wie diese horizontal und quer zur Fahrtrichtung ausgerichtet ist.
Mit einem vertikalen Pfeil und dem zugehörigen Symbol $\vec{v}$
ist eine Geschwindigkeit angedeutet, mit welcher sich die dargestellte Hinterkante des Deckels 12 nach unten in Richtung der Festverglasung 14 bewegen kann, und die abgebremst werden soll.
Für den Fall, dass die Deckelhinterkante aus ihrer Verlagerung nach unten mit der Geschwindigkeit $\vec{v}$
nicht abgebremst wird, besteht natürlich die Gefahr, dass diese Deckelhinterkante oder beispielsweise der Deckelträger 16 in die Festverglasung 14 einschlägt und diese beschädigt. Um eine Abbremsung des Deckels 12 in vertikaler Richtung bzw. eine Dämpfung von Deckelschwingungen, insbesondere im Bereich der Deckelhinterkante zu erreichen, ist neben der bekannten Dämpfung durch eine Verstellmechanik des Deckels 12 durch eine Bestromung des Elektromagneten 20 erfindungsgemäß eine Wirbelstrombremse vorgesehen, die dadurch realisiert wird, dass der metallische Leiter in Form des Deckelträgers 16 mit der Geschwindigkeit $\vec{v}$
senkrecht zu horizontalen Magnetfeldkomponenten des Elektromagneten 20 in das Magnetfeld 26 eintaucht.
Bei der schematischen Anordnung gemäß der 5 ist dabei zu berücksichtigen, dass das dargestellte Magnetfeld 26 nicht nur entsprechend des schematisch angedeuteten Endes des Vektorpfeils entlang der Längsachse des Elektromagneten 20 und parallel zu diesem verläuft. Wie dem Fachmann bekannt ist, erzeugt das Elektromagnet 20 ein Dipolfeld, sodass die Feldlinien des Magnetfelds 26 im Spuleninneren zwar entlang der Längsachse des Elektromagneten 20 verlaufen, nach dem Austritt durch eine Stirnseite der Spule aber die Spule außen umlaufen und durch eine der ersten Stirnseite gegenüberliegenden zweiten Stirnseite wieder ins Spuleninnere laufen. Auch außerhalb des Elektromagneten 20 der 5 existiert also ein Magnetfeld $\vec{B}$
und in jedem Fall verlaufen horizontale Komponenten dieses Magnetfelds B auch oberhalb der Festverglasung 14. Diese vertikalen Komponenten sind umso stärker, je näher sich die dargestellte Hinterkante des Deckels 12 zur Festverglasung 14 bewegt, ohne diese zu durchdringen oder zu durchschlagen. Da somit nicht nur unterhalb des Fahrzeugdachs 10 im Bereich des Elektromagneten 20, sondern auch über dem Elektromagneten 20 Komponenten des Magnetfelds $\vec{B}$
existieren, die senkrecht zu vertikalen Komponenten der Bewegung eines schwingenden Deckels 12 und seines Deckelträgers 16 im Bereich einer schwingenden Deckelhinterkante ausgerichtet sind, wirkt auch hier der Effekt der Wirbelstrombremse.
Durch den Wirbelstromeffekt werden im metallischen Deckelträger 16 daher Wirbelströme induziert, die die Bewegung des Deckels 12 senkrecht zum Magnetfeld 26 abbremsen. Die Reduzierung der Bewegungsenergie führt dabei zu einer Erwärmung des Deckträgers aufgrund der endlichen elektrischen Leitfähigkeit.
Wie bereits erläutert, ist in der 5 ein Elektromagnet 20 dargestellt, welcher horizontal ausgerichtet ist, und zwar in einer Fahrzeugquerrichtung. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass der Elektromagnet 20 in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet ist. Auch hier existieren wieder Komponenten des durch den Elektromagneten 20 induzierten Magnetfelds B senkrecht zur dargestellten Bewegungsrichtung des Deckels aufgrund dessen Schwingungsbewegung. Bei einer in Längsrichtung eingebauten Spule bzw. einem in Längsrichtung eingebauten Elektromagnet 20 verlaufen die Magnetfeldlinien innerhalb der Spule statt wie dargestellt in Fahrzeugquerrichtung nun in Fahrzeuglängsrichtung. Die Magnetfeldlinien treten wiederum durch ein Spulenende aus dem Elektromagneten 20 aus und umlaufen außen die Spule, sodass auch bei dieser Einbauweise außerhalb der Spule oberhalb der Festverglasung 14 horizontale Komponenten des Magnetfelds $\vec{B}$
existieren, welche eine Schwingung des Deckels dämpfen.
Weiter alternativ könnte natürlich der Elektromagnet 20 auch durch einen Permanentmagneten ersetzt werden.
Der Elektromagnet 20 oder ein Permanentmagnet kann alternativ am Deckel 12 selbst angeordnet werden. In diesem Fall wird dann ein karosseriefestes, stromleitendes Bauteil, wie beispielsweise der Rahmen 18, zusammen mit dem am Deckel angeordneten Magneten für den Wirbelstrombremseffekt sorgen.
Wie bereits erläutert, kann die Bestromung des Elektromagneten 20 und somit die Dämpfung des Deckels 12 in Abhängigkeit von der Verschiebeposition des Deckels 12 oder von Fahrsituationen variiert werden.
Vorteilhafterweise ist auf beiden Seiten des Deckels 12, also in Fahrtrichtung links und rechts des Deckels 12 jeweils eine solche Wirbelstrombremse integriert. Ein erfindungsgemäßes Dämpfungssystem entlastet über den Wirbelstrombremseffekt bekannte Mechaniken, sodass notwendige Abstützpunkte, die in Fahrzeuglängsrichtung hintereinander an den Deckelseitenkanten angeordnet sein müssen, weniger weit beabstandet sein können. Daher kann sich der freitragende Bereich des Deckels an einem Endpunkt seines Verfahrwegs nach hinten über einen längeren Abschnitt erstrecken, als bei einem Deckel ohne einer solchen Wirbelstrombremse. Ein erfindungsgemäßer Deckel 12 kann so einen größeren Bereich der Dachöffnung in dem Fahrzeugdach 10 freigeben, da die Vorderkante des Deckels weiter nach hinten verlagert werden kann.
Die maximale Öffnungsweite des Deckels 12 wird somit durch die vorliegende Erfindung deutlich vergrößert.
Bezugszeichenliste

1: Dachfläche
2: Dachöffnung
4: Ausstellhebel
5: Lager
6: Gelenkzapfen
7: Führungsschlitz
9: Ausstellmotor
10: Fahrzeugdach
11: Gelenk
12: Deckel
13: Gewindekabel
14: Festverglasung
15: Verschiebemotor
16: Deckelträger
17: Gleitstück
18: Rahmen
19: Führungsschiene
20: Elektromagnet
22: Aufnahme
24: Kulissenführung
26: Magnetfeld B
28: zu dämpfende Bewegungsrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 3532111 A1 [0001, 0035]
DE 102019135699 A1 [0001, 0040]

Claims

Fahrzeugdach (10) mit einem Deckel (12) zum wahlweisen Öffnen oder festen Verschließen einer Dachöffnung in dem Fahrzeugdach (10), wobei der Deckel (12) zum Freigeben der Dachöffnung in Fahrtrichtung mindestens teilweise hinter die Dachöffnung verlagert und dabei über benachbarte Bereiche des Fahrzeugdachs (10) angehoben werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass am Deckel (12) oder alternativ am Fahrzeugdach ein metallisches Bauteil angeordnet ist und ferner dachfest oder alternativ am Deckel (12) eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfelds $(\vec{B})$
so angeordnet ist, dass der Deckel (12) in einer Stellung, in der die Dachöffnung mindestens teilweise freigegeben ist, bei einer vertikalen Bewegung eine dieser Bewegung entgegengesetzte Bremswirkung durch einen Wirbelstrombremseffekt erfährt, indem durch die Bewegung des metallischen Bauteils in dem Magnetfeld $(\vec{B})$
Wirbelströme in dem metallischen Bauteil induziert werden.
Fahrzeugdach (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellung eine Endposition eines maximalen Verschiebewegs der Deckels(12) ist.
Fahrzeugdach (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfelds (B) einen Permanentmagneten oder einen Elektromagneten (20) beinhaltet.
Fahrzeugdach (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet oder der Elektromagnet (20) so ausgerichtet ist, dass ein magnetischer Dipol vorhanden oder erzeugbar ist, der mit einer Mittelachse quer zur oder entlang der Fahrtrichtung ausgerichtet ist.
Fahrzeugdach (10) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet oder der Elektromagnet (20) so angeordnet und ausgerichtet ist, dass ein Magnetfeld (B) vorhanden oder erzeugbar ist, in welches das metallische Bauteil bei einer Bewegung des Deckels (12) eintaucht, wobei mindestens eine Komponente des Magnetfelds $(\vec{B})$
senkrecht zu Komponente einer Bewegungsrichtung des metallischen Bauteils ausgerichtet ist, in der die Bewegung des Deckels (12) abgebremst werden soll.
Fahrzeugdach (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet oder der Elektromagnet (20) mit einer Längsachse quer zur oder entlang der Fahrrichtung ausgerichtet ist.
Fahrzeugdach (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das metallische Bauteil ein Deckelträger (16) ist, und die Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfelds (B) dachfest im Bereich eines Rands der Dachöffnung angeordnet ist.
Fahrzeugdach (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfelds (B) dachfest an einem Rahmen (18) angeordnet ist, welcher einen Rand der Dachöffnung mindestens teilweise umgibt.
Fahrzeugdach (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (18) Teil eines Dachmoduls ist.
Fahrzeugdach (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfelds (B) einen Elektromagneten (20) beinhaltet, welcher mit einem elektrischen Strom zur Erzeugung des Magnetfelds (B) beaufschlagt werden kann, und eine Steuerung vorgesehen ist, welche dazu ausgelegt ist, die Bestromung des Elektromagnets (20) zu variieren.
Fahrzeugdach (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Dämpfung einer Bewegung des Deckels (12) am Deckel (12) und dachfest jeweils ein Permanentmagnet oder ein Elektromagnet so angeordnet ist, dass bei einer Annäherung der beiden Magnete eine zunehmende abstoßende Kraft auftritt.
Verfahren zum Dämpfen und / oder Abbremsen eines Deckels (12) zum wahlweisen Öffnen oder festen Verschließen einer Dachöffnung in einem Fahrzeugdach (10), wobei der Deckel (12) zum Freigeben der Dachöffnung in Fahrtrichtung mindestens teilweise hinter die Dachöffnung verlagert und dabei über benachbarte Bereiche des Fahrzeugdachs (10) angehoben wird, dadurch gekennzeichnet, dass am Deckel (12) oder alternativ am Fahrzeugdach ein metallisches Bauteil angeordnet ist und ferner mittels einer dachfest oder alternativ am Deckel (12) angeordneten Vorrichtung ein Magnetfeld (B) so erzeugt wird, dass der Deckel (12) bei einer vertikalen Bewegung eine dieser Bewegung entgegengesetzte Bremswirkung durch einen Wirbelstrombremseffekt erfährt, indem durch die Bewegung des metallischen Bauteils in dem Magnetfeld $(\vec{B})$
Wirbelströme in dem metallischen Bauteil induziert werden.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfelds $(\vec{B})$
einen Elektromagneten (20) beinhaltet, welcher mit einem elektrischen Strom zur Erzeugung des Magnetfelds $(\vec{B})$
beaufschlagt wird, und eine Steuerung vorgesehen ist, welche dazu ausgelegt ist, die Bestromung des Elektromagnets (20) zu variieren.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Steuerung der Bestromung des Elektromagnets (20) variiert wird in Abhängigkeit von mindestens einem der folgenden Parameter: einer aktuellen Position des Deckels (20) relativ zu benachbarten karosseriefesten Bereichen des Fahrzeugdachs, wobei die Position vorzugsweise über einen Verfahrweg eines Antriebs des Deckels (12) oder durch Sensoren ermittelt wird; einer aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs, oder einer aktuellen Beschaffenheit der Fahrbahn, auf welcher sich das Fahrzeug gerade bewegt, wobei die Beschaffenheit vorzugsweise durch einen Beschleunigungssensor oder aus Navigationsdaten ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 13 oder nach Anspruch 14, wobei die Bestromung des Elektromagnets (20) gepulst vorgenommen wird und / oder phasenverschoben zu einer Schwingung des Deckels (12).