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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Hardtop-Fahrzeugdach mit zwei starren
Dachteilen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Aus
der Druckschrift
DE
196 42 154 A1 ist ein Hardtop-Fahrzeugdach bekannt, das zwischen einer
den Fahrzeuginnenraum überdeckenden Schließposition
und einer Ablageposition zu verstellen ist, in denen die Dachteile
des Daches in einem heckseitigen Ablageraum verstaut sind. Das Hardtop umfasst
drei Dachteile, die in einer kinematischen Kette zusammenhängen, wobei
das hintere Dachteil über
ein karosseriefestes Drehlager mit der Fahrzeugkarosserie gekoppelt
ist, das mittlere Dachteil über
eine Viergelenkkinematik am hinteren Dachteil angebunden ist und
das vordere Dachteil über
eine weitere Dachteilkinematik mit dem mittleren Dachteil gekoppelt
ist. Zum Öffnen
des Fahrzeugdaches wird das hintere Dachteil um annähernd 180° um seine karosseriefeste
Drehachse nach hinten verschwenkt, zugleich wird das mittlere Dachteil
in eine etwa parallele Position unter das hintere Dachteil verschwenkt und
das vordere Dachteil auf die Unterseite des mittleren Dachteiles
eingeklappt. In Ablageposition liegen alle drei Dachteile übereinander
und bilden ein kompaktes Ablagepaket.
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Dieses
Fahrzeugdach weist den Nachteil auf, dass aufgrund der Kopplung
des hinteren Dachteiles über
das Drehgelenk an der Fahrzeugkarosserie das hintere Dachteil bei
der Ablagebewegung verhältnismäßig weit
nach hinten verschwenkt wird, wodurch einerseits ein verhältnismäßig großer Bewegungsraum
für das
Fahrzeugdach für
die Überführung von
Schließ-
in Ablageposition benötigt
wird und andererseits in Ablagestellung das Fahrzeugdach sich weit
in Richtung Fahrzeugheck erstreckt, wodurch der zur Verfügung stehende
Kofferraum eingeschränkt
wird.
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Die
Druckschrift
DE 100
60 404 A1 offenbart ein zweiteiliges Hardtop-Fahrzeugdach,
dessen Dachteile in einer kinematischen Kette an eine karosserieseitige
Stellkinematik angebunden sind. Die Stellkinematik umfasst einen
Rotationslenker, welcher um ein karosserieseitiges Drehgelenk verschwenkbar
ist. Der Rotationslenker besitzt einen abgekröpften Stützschenkel, an dem das hintere
Dachteil schwenkbar angekoppelt ist. Das vordere Dachteil ist über eine
Relativkinematik mit dem hinteren Dachteil verbunden.
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Zur
Ablage des Fahrzeugdaches übt
der Rotationslenker eine gegenläufige
Bewegung von hinten nach vorne aus, wobei der abgekröpfte Stützschenkel
des Rotationslenkers in Ablageposition etwa vertikal nach oben ragt,
so dass für
die Ablage des Rotationslenkers ein zwar in Fahrzeuglängsrichtung
verhältnismäßig geringes
Ablagemaß erreicht wird.
Der Rotationslenker einschließlich
dem Stützschenkel,
das hintere Dachteil und das vordere Dachteil bilden eine zusammen
gekoppelte kinematische Kette, die bedingt, dass in Ablageposition
die Dachteile gegensinnig verstaut sind, was in vertikaler Richtung
einen großen
Stauraum erfordert.
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Der
Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Hardtop-Fahrzeugdach in der
Weise auszubilden, dass eine raumsparende Überführungsbewegung und Ablagestellung
bei geöffnetem
Dach möglich
ist.
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Dieses
Problem wird erfindungsgemäß mit den
Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Die Unteransprüche
geben zweckmäßige Weiterbildungen
an.
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Erfindungsgemäß sind die
Dachteile des Fahrzeugdaches an einen Kinematikträger gekoppelt,
welcher an den Hauptrotationslenker angebunden ist. Der Hauptrotationslenker
ist über
ein Drehgelenk mit karosseriefester Drehachse an die Fahrzeugkarosserie
angebunden und beschreibt bei der Überführungsbewegung des Fahrzeugdaches
zwischen Schließ-
und Ablageposition gegenüber
der Karosserie einen Teilkreis. Der Kinematikträger ist über eine Teilkinematik mit
dem Hauptrotationslenker verbunden und kann gegenüber dem
Hauptrotationslenker eine Relativbewegung ausführen. Die Relativbewegung zwischen
Kinematikträger
und Hauptrotationslenker ermöglicht
bei der Ablagebewegung des Fahrzeugdaches ein Verstellen der Dachteile
relativ zum Hauptrotationslenker in eine ergonomische, raumsparende
Position, so dass im Vergleich zu Ausführungen aus dem Stand der Technik
sowohl eine weniger raumgreifende Überführungsbewegung als auch eine
platzsparendere Ablage realisierbar ist. Die Relativkinematik erlaubt
zudem eine kürzere Ausführung des
Hauptrotationslenkers, so dass der von dem Hauptrotationslenker
bei der Überführungsbewegung
beschriebene Teilkreis einen kleineren Radius aufweist und insbesondere
in Fahrzeuglängsrichtung
weniger Bewegungsraum beansprucht.
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Zweckmäßig wird
der Kinematikträger
bei der Ablagebewegung relativ zum Hauptrotationslenker in Richtung
Fahrzeugvorderseite verschoben, um den heckseitigen Kofferraumbereich
in geringst möglicher
Weise einzuschränken.
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Die Überführungsbewegung
von Schließ-
in Ablageposition erfolgt zweckmäßig in zwei
zeitlich aufeinander folgenden Bewegungsabschnitten. Zunächst werden
in einem ersten Bewegungsabschnitt zu Beginn der Ablagebewegung
die Dachteile in eine übereinander
liegende Position versetzt, wodurch ein Dachteilpaket gebildet wird.
In diesem ersten Bewegungsabschnitt verbleibt der Hauptrotationslenker zunächst noch
in seiner der Schließposition
des Fahrzeugdaches zugeordneten Position. Anschließend wird
im nächsten,
zweiten Bewegungsabschnitt das Dachteilpaket ohne Relativbewegung
zwischen den Dachteilen allein durch Verstellung des Hauptrotationslenkers
in den Ablageraum hineinverschwenkt. Die Relativbewegung zwischen
Hauptrotationslenker und Kinematikträger wird vorteilhaft nur während des
ersten Bewegungsabschnittes durchgeführt; es kann aber auch zweckmäßig sein,
diese Relativbewegung während
des ersten und zweiten oder nur während des zweiten Bewegungsabschnittes – Bewegung
des Hauptrotationslenkers – durchzuführen.
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In
einer vorteilhaften Ausführung
ist das vordere Dachteil über
eine vordere Dachteilkinematik mit dem Kinematikträger verbunden,
wobei diese Dachteilkinematik zweckmäßig als Viergelenkkinematik
ausgeführt
ist. Das hintere Dachteil kann dagegen fest bzw. unbeweglich mit
dem Kinematikträger gekoppelt
sein, so dass das hintere Dachteil lediglich über die Relativkinematik zwischen
Hauptrotationslenker und Kinematikträger eine Relativbewegung bezüglich des
Hauptrotationslenkers ausführen kann.
Gegebenenfalls kann es aber auch zweckmäßig sein, auch zwischen hinterem
Dachteil und Kinematikträger
eine Dachteilkinematik vorzusehen.
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Das
Hardtop-Fahrzeugdach eignet sich insbesondere zur Verwendung in
einem Van, bei dem das hintere Dachteil in geschlossenem Zustand
sich bis zum Fahrzeugheck erstreckt und an eine Heckklappe angrenzt,
die in geschlossenem Zustand annähernd
vertikal ausgerichtet ist. Bei abgelegtem Fahrzeugdach ist die gesamte
Dachoberseite des Fahrzeuges geöffnet.
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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 zweiteiliges Hardtop-Fahrzeugdach
in Schließposition
für einen
Van mit aufrecht stehender Heckklappe,
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2 das Fahrzeugdach in einer
Zwischenposition bei der Überführung von
Schließ-
in Ablagestellung,
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3 das Fahrzeugdach in Ablagestellung,
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4 eine schematische Darstellung
des Fahrzeugdaches in verschiedenen Positionen bei der Überführung zwischen
Schließ-
und Ablagestellung,
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5 eine detaillierte Darstellung
der Dachkinematik des Fahrzeugdaches,
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6 eine weitere detaillierte
Darstellung der Dachkinematik.
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In
den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Bei
dem in 1 dargestellten
Fahrzeugdach 1 handelt es sich um ein Hardtop mit zwei
in sich starren Dachteilen 2 und 3, die in geschlossenem
Zustand in Fahrzeuglängsrichtung
hintereinander liegend angeordnet sind und zwischen der in 1 dargestellten Schließposition
und einer Ablageposition zu verstellen sind, in welcher das vordere Dachteil 2 und
das hintere Dachteil 3 in einem Ablageraum 7 abgelegt
sind, welcher sich im Heckbereich des Fahrzeuges unmittelbar über einem
Ersatzrad 8 befindet. Der Ablageraum 7 ist von
einem Ablageraumdeckel 13 zu verschließen.
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Die
beiden Dachteile 2 und 3 sind an einem gemeinsamen
Kinematikträger 4 gehalten,
welcher an einen Hauptrotationslenker 5 gekoppelt ist,
der über
ein karosseriefestes Drehgelenk 6 schwenkbar mit der Fahrzeugkarosserie
verbunden ist, wobei das Drehgelenk 6 eine karosseriefeste,
in Querrichtung verlaufende Drehachse besitzt. Zwischen dem Kinematikträger 4 und
dem Hauptrotationslenker 5 ist eine Relativkinematik 9 angeordnet, über die
der Kinematikträger 4 eine
Relativbewegung gegenüber dem
Hauptrotationslenker 5 ausführen kann. Diese Relativkinematik 4 ist
im Ausführungsbeispiel
als Viergelenkkinematik ausgebildet. Der Ablageraum 7 befindet
sich zweckmäßig unmittelbar
unterhalb des Drehgelenkes 6 des Hauptrotationslenkers 5,
so dass bei einer Schwenkbewegung des Hauptrotationslenkers 5 um
etwa 180° die
Dachteile 2 und 3 in den Ablageraum 7 zu überführen sind.
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Das
vordere Dachteil 2 ist über
eine vordere Dachteilkinematik 10 an den Kinematikträger 4 gekoppelt.
Das hintere Dachteil 3 ist dagegen zweckmäßig fest
bzw. unbeweglich mit dem Kinematikträger 4 verbunden.
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Das
Fahrzeug ist als Van ausgeführt
und besitzt eine Heckklappe 11, die über eine Heckklappenkinematik
nach hinten aufschwenkbar ist und in geschlossenem Zustand annähernd vertikal
ausgerichtet ist. Die Heckklappenkinematik befindet sich im unteren
Bereich der Heckklappe, so dass die Oberkante der Heckklappe aufzuschwenken
ist. In die Heckklappe 11 ist eine Heckscheibe 12 integriert,
die zweckmäßig in die
Heckklappe 11 einfahrbar ist und in ausgefahrenem Zustand
bei geschlossenem Fahrzeugdach an die Hinterkante des hinteren Dachteiles 3 angrenzt.
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2 zeigt eine Zwischenposition
bei der Überführung des
Fahrzeugdaches 1 von der Schließ- in die Ablagestellung. In
einem ersten Bewegungsabschnitt wird durch Betätigung der vorderen Dachteilkinematik 10 das
vordere Dachteil 2 in eine Position oberhalb des hinteren
Dachteiles 3 verschwenkt, so dass die Unterseite des vorderen
Dachteiles 2 oberhalb der Dachaußenseite des hinteren Dachteiles 3 liegt
und beide Dachteile 2 und 3 ein gemeinsames Dachteilpaket
bilden. In einem anschließenden
Bewegungsabschnitt wird das Dachteilpaket mit den Dachteilen 2 und 3 durch
Verschwenkung des Hauptrotationslenkers 5 um das Drehgelenk 6 um
annähernd
180° in
den am Boden des Fahrzeuges angeordneten Ablageraum 7 hineinverschwenkt,
dessen Ablageraumdeckel 13 zuvor aufgeklappt worden ist. Für ein kollisionsfreies Überführen des
Fahrzeugdaches in den Ablageraum 7 ist zudem die Heckklappe 11 nach
hinten aufgeklappt worden.
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Über die
Betätigung
der Relativkinematik 9 zwischen Hauptrotationslenker 5 und
Kinematikträger 4 kann
das Dachteilpaket in Bezug auf den Hauptrotationslenker 5 nach
hinten versetzt wer den (bezogen auf die der Schließposition
des Daches zugeordneten Stellung des Hauptrotationslenkers). Aufgrund
der etwa 180°-Drehbewegung
des Hauptrotationslenkers 5 wirkt sich diese Relativbewegung bei
abgelegtem Fahrzeugdach in der Weise aus, dass das Dachteilpaket
mit den Dachteilen 2 und 3 in Ablageposition gegenüber dem
Hauptrotationslenker nach vorne versetzt ist, also in Richtung Fahrzeugvorderseite,
wodurch in Fahrzeuglängsrichtung
gesehen der Platzbedarf reduziert ist.
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In 3 ist das Fahrzeugdach in
seiner Ablageposition dargestellt, in welcher die Dachteile 2 und 3 einschließlich der
Dachteilkinematiken im Ablageraum 7 abgelegt sind und der
Ablageraumdeckel 13 wieder geschlossen ist. Aufgrund der
etwa 180°-Drehbewegung des
Hauptrotationslenkers 5 liegen beide Dachteile 2 und 3 mit
ihrer Dachaußenseite
nach unten im Ablageraum. Die Heckklappe 11 kann nach dem
Ablegen des Fahrzeugdaches 1 wieder in ihre Schließposition überführt werden.
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In
der schematischen Darstellung gemäß 4 sind die Dachteile 2 und 3 als übereinander
liegendes Dachteilpaket in verschiedenen Bewegungsphasen während der Überführung von
Schließ- in Ablageposition
dargestellt. Für
die Vorderkante des oben liegenden, vorderen Dachteiles 2 ist
die Bewegungsbahn bzw. die Trajektorie 14 dargestellt,
die von der Vorderkante bei der Überführung in
Ablageposition ausgeführt
wird. Die Bewegungsbahn 14 ist aufgrund der reinen Drehbewegung
des Hauptrotationslenkers um das Drehgelenk 6 als Teilkreis,
insbesondere etwa als Halbkreis ausgeführt. 4 ist auch zu entnehmen, dass die Überführungsbewegung
des Fahrzeugdaches entlang der Bewegungsbahn 14 von dem
gesamten Dachteilpaket durchgeführt
wird und dass während
dieser Überführungsbewegung
die Relativposition zwischen den beiden Dachteilen 2 und 3 nicht
mehr verändert
wird.
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Insgesamt
gliedert sich die Öffnungsbewegung
des Fahrzeugdaches in zwei Bewegungsabschnitte: Zunächst wird
bei unveränderter
Position des Hauptrotationslenkers 5 das Dachteilpaket
mit übereinander
liegenden Dachteilen 2 und 3 gebildet, anschließend wird
im zweiten Bewegungsabschnitt das Dachteilpaket entlang der Bewegungsbahn
in den Ablageraum überführt.
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In
den 5 und 6 ist die Relativkinematik 9 zwischen
Hauptrotationslenker 5 und Kinematikträger 4 sowie die vordere
Dachteilkinematik 10 zwischen vorderem Dachteil 2 und
Kinematikträger 4 im Detail
dargestellt. Die Relativkinematik 9 ist als Viergelenkkinematik
ausgeführt
und umfasst zwei Steuerlenker 15 und 16, die jeweils
an dem oberen, dem Drehgelenk 6 abgewandten Abschnitt am
Hauptrotationslenker 5 sowie am Kinematikträger 4 gelenkig gekoppelt
sind. Die vordere Dachteilkinematik 10 umfasst ebenfalls
eine Viergelenkkinematik mit einem Steuerlenker 17 und
einem Hauptlenker 18. Der Steuerlenker 17 ist
einenends schwenkbar mit dem vorderen Dachteil 2 und anderenends
schwenkbar mit dem Kinematikträger 4 verbunden.
Der Hauptlenker 18 ist ebenfalls einenends schwenkbar mit
dem vorderen Dachteil 2 und anderenends schwenkbar mit
dem Kinematikträger 4 verbunden.
Wie der in 6 mit gestrichelter
Linie zugeordneter Einzeldarstellung weiter zu entnehmen, ist der
Hauptlenker 18 der vorderen Dachteilkinematik 10 als
Dreieckslenker ausgeführt
und besitzt ein zusätzliches
mittleres Drehgelenk, über
das eine Kopplung an eine Übertragungskinematik
zur Bewegungsübertragung
zwischen Relativkinematik 9 und vorderer Dachteilkinematik 10.
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Diese Übertragungskinematik
umfasst einen Umlenklenker 19, einen kurzen Steuerlenker 20 sowie
einen Aufstelllenker 21. Das mittlere Drehgelenk des Hauptlenkers 18 der
vorderen Dachteilkinematik 10 ist schwenkbeweglich mit
dem kurzen Steuerlenker 20 gekoppelt, der über ein
weiteres Drehgelenk schwenkbar mit dem Umlenklenker 19 verbunden
ist. Dieser Umlenklenker 19 ist ebenfalls zusätzlich in Einzeldarstellung
gezeigt und, wie der Einzeldarstellung zu entnehmen, als Dreieckslenker
mit insgesamt drei Drehgelenken ausgeführt. Mit einem äußeren Drehgelenk
ist der Umlenklenker 19 mit dem kurzen Steuerlenker 20 gekoppelt, über das
mittlere Drehgelenk erfolgt die Kopplung an dem Kinematikträger 4 und über das
gegenüberliegende, äußere Drehgelenk
ist der Umlenklenker 19 schwenkbar mit dem Aufstelllenker 21 verbunden.
Der Aufstelllenker 21 ist mit seinem dem Umlenklenker 19 abgewandten
Ende über
ein Drehgelenk schwenkbar mit dem vorderen Steuerlenker 15 der
Relativkinematik 9 gekoppelt. Dieser Steuerlenker 15 ist
ebenfalls zusätzlich
einzeln dargestellt und besitzt insgesamt drei Drehgelenke, von
denen ein erstes stirnseitiges Drehgelenk dem Hauptrotationslenker 5,
das mittlere Drehgelenk dem Kinematikträger 4 und das zweite, stirnseitige
Drehgelenk dem Aufstelllenker 21 zugeordnet ist. Der Aufstelllenker 21 ist
zudem in Führungsnuten
bzw. Langlöchern
verschieblich gehalten, die in den Kinematikträger 4 eingebracht
sind.
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Die
Bewegungsübertragung
zwischen Relativkinematik 9 und vorderer Dachteilkinematik 10 läuft folgendermaßen ab:
Eine
Verstellbewegung der Relativkinematik 9 wird über den
verschieblich gelagerten Aufstelllenker 21 in eine Schwenkbewegung
des Umlenklenkers 19 um dessen mittleres, am Kinematikträger 4 gehaltenes
Drehgelenk umgesetzt, woraufhin der mit dem Umlenklenker 19 drehbar
gekoppelte, kurze Steuerlenker 20 eine auf den Hauptlenker 18 zu übertragende
Steuerbewegung ausführt.
Der Hauptlenker 18 – und
damit auch der Steuerlenker 17 der vorderen Dachteilkinematik 10 – übt daraufhin
eine Schwenkbewegung aus, wodurch das vordere Dachteil 2 angehoben
und über
das hintere Dachteil 3 verschwenkt wird. Zugleich wird
aufgrund der Bewegung der Relativkinematik 9 der Kinematikträger 4 relativ
zum Hauptrotationslenker 5 zurückverschwenkt.