Verstellvorrichtung eines Verdeckkastendeckels eines Cabriolets

Die Erfindung betrifft eine Verstellvorrichtung eines bewegbaren Bauteils, insbesondere eines Verdeckkastendeckels eines Cabriolets, das mittels zumindest eines karosserieseitig angelenkten Lenkers bewegbar gelagert ist, wobei zwischen dem Lenker und einer Antriebseinheit der Verstellvorrichtung ein Kreuzlenkergetriebe zwischengeschaltet ist.

Aus der DE 4445 944 C1 ist eine Verstellvorrichtung für eine Heckklappe bekannt geworden, die auch einen Verdeckkastendeckel bildet. Ein karosserieseitig abgestützter Hydraulikzylinder verschwenkt einen den Verdeckkastendeckel tragenden Hilfsrahmen um eine rückseitige Lagerung. Bei der anfänglichen öff- nungsbewegung aus der Schließstellung bewirkt die Bewegung des Hydraulikzylinders eine entsprechend hohe Bewegungsgeschwindigkeit des Verdeckkastendeckels. Diese hohe Geschwindigkeit ist insbesondere auf dem letzten Schließweg unerwünscht, in dem der Verdeckkastendeckel ebenfalls mit hoher Geschwindigkeit in die Endstellung bewegt wird.

Die DE 101 16 094 C2 offenbart ein bewegbares Fahrzeugdach, dessen Lagereinrichtung einen Hauptlenker umfasst, der an einem karosserieseitigen Drehgelenk schwenkbar gelagert ist. Ein gleichfalls um das Drehgelenk schwenkbarer Dachlenker ist mit dem Hauptlenker drehfest gekoppelt und über zwei in Kreuz- lenkeranordnung angekoppelte Kreuzlenker mit einer Antriebseinrichtung verbunden. Mittels der Kreuzlenkeranordnung soll ein verbesserter Bewegungsablauf beim öffnen und Schließen des Fahrzeugdaches erzielt werden. Die direkte An- kopplung des Dachlenkers an den Hauptlenker schränkt jedoch eine Optimierung des Bewegungsablaufs ein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Verstellvorrichtung zu schaffen, die einen verbesserten Bewegungsablauf aufweist.

Die Aufgabe wird bei der eingangs genannten Verstellvorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Lenker über eine Koppelstange mit einer drehbar gelagerten Kurbel gekoppelt ist, die über zwei Kreuzlenker mit einem von der Antriebseinheit bewegbaren Antriebslenker verbunden ist. Die Koppelstange ermög- licht eine Anpassung der Bewegungsübersetzung zwischen der Kurbel und dem das Bauteil lagernden Lenker. Durch eine entsprechende Anordnung und Auslegung der Koppelstange kann eine anfänglich hohe Stellbewegungsgeschwindig- keit der Kurbel bzw. der Antriebseinheit in eine niedrige Geschwindigkeit am Hauptlenker umgewandelt werden. Das bewegbare Bauteil kann ein Verdeckkas- tendeckel eines Cabriolets, ein den Verdeckkastendeckel tragender Rahmen, ein umwandelbares Hardtop- oder Softtopdach eines Cabriolets oder auch ein anderes Teil eines Fahrzeugs oder Cabriolets sein, das z. B. mittels eines schwenkbar gelagerten Lenkers bewegbar und in zwei Endstellungen verstellbar ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Zweckmäßigerweise ist die Kurbel um einen Drehwinkel von etwa 180° verschwenkbar. Dieser Drehwinkel kann durch die Kreuzlenkeranordnung in kinema- tisch günstiger Weise erreicht werden. Der Drehwinkel kann jedoch auch größer oder kleiner gewählt werden. Des weiteren ist es vorteilhaft, wenn die Kurbel zwischen den beiden Anlenkstellen der Kreuzlenker drehbar gelagert ist und einen seitlich abstehenden Arm aufweist, an dem die Koppelstange angelenkt ist. Durch die Wahl der Länge des Armes bzw. des Abstandes der Anlenkstelle von der Drehachse der Kurbel kann das Bewegungsverhalten der Kinematik ebenfalls eingestellt und abgestimmt werden.

Besonders bevorzugt ist es, wenn in der einen Endstellung, z. B. einer Schließstellung einer Klappe, eines Verdeckkastendeckels oder eines Dachbauteils, und/oder in der anderen Endstellung des Bauteils, z. B. der Offenstellung des genannten Bauteils, die Koppelstange und die Kurbel in einer Totpunktstellung angeordnet sind, in der die Kurbel ihre Position beibehält, wenn eine Kraft von dem Bauteil auf die Koppelstange eingeleitet wird. Dabei kann in Schließstellung

die Koppelstange gegenüber der Kurbel auch in einer übertotpunktsteilung, insbesondere etwa 2° bis 3° über die Totpunktstellung hinaus, angeordnet sein, um eine sichere Verriegelung des Kinematik zu erzielen.

Eine sichere Abstützung der insbesondere linear wirkenden Antriebseinheit wird erreicht, wenn der Antriebslenker mit einem Schwinghebel gekoppelt ist, der an einem orts- oder karosseriefesten Lagerteil schwenkbar angelenkt ist. Die Antriebseinheit kann dann an dem Verbindungsgelenk des Antriebslenkers mit dem Schwinghebel oder auch an dem Antriebslenker oder an dem Schwinghebel ab- gestützt sein.

Vorzugsweise ist eine Hydraulikzylindereinheit als Antriebseinheit vorgesehen, die einerseits an dem Verbindungsgelenk zwischen dem Schwinghebel und dem Antriebslenker angreift und andererseits zumindest zeitweise ortsfest abgestützt ist. Jedoch können auch andere Antriebseinheiten wie z. B. pneumatische oder elektromechanische Antriebseinheiten vorgesehen sein.

Vorzugsweise ist somit die Verstellvorrichtung kinematisch derart ausgelegt, dass bei im wesentlichen gleichbleibender Antriebsgeschwindigkeit der Antriebseinheit nahe der beiden Endstellungen des Bauteils bzw. der Verstellvorrichtung der Lenker mit einer geringen Verstellgeschwindigkeit und dazwischen mit höherer Geschwindigkeit verschwenkt wird. Weiterhin kann die Antriebsgeschwindigkeit der Antriebseinheit auch variabel sein und geregelt werden, wodurch die Verstellgeschwindigkeit zusätzlich beeinflusst werden kann.

Wenn die Antriebseinheit bzw. die Hydraulikzylindereinheit andererseits mit einer Riegeleinrichtung zum Festlegen des Bauteils in einer Endstellung, insbesondere in einer Offenstellung, verbunden ist, kann sie bei ihrer anfänglichen Bewegung zunächst eine Entriegelungsbewegung ausführen und sie kann nach dem Aus- führen der Entriegelungsbewegung riegelseitig ortsfest abgestützt sein. Die Abstützung kann dadurch erzielt werden, dass der Lenker eine Einrichtung wie z. B. eine Riegelkurve oder Blockierkulisse aufweist, die in Abhängigkeit von der Schwenkstellung des Lenkers eine Bewegung der Riegeleinrichtung blockiert. Die

Riegelkurve ist z. B. als seitlich vorstehender Steg oder als Sektor eines Ringes gebildet, der insbesondere konzentrisch zur Schwenkachse des Lenkers angeordnet ist. Jedoch kann auch ein anderes Teil der Kinematik eine Riegeleinrichtung aufweisen oder ansteuern.

Nachfolgend wird die Verstellvorrichtung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 in einer seitlichen Draufsicht eine Verstellvorrichtung eines in seiner Schließstellung angeordneten Verdeckkastendeckels eines Cabriolets;

Fig. 2 in einer seitlichen Draufsicht die Verstellvorrichtung in einer ersten Zwischenstellung beim öffnen des Verdeckkastendeckels;

Fig. 3 in einer seitlichen Draufsicht die Verstellvorrichtung mit einem Rahmen eines Verdeckkastendeckels in einer zweiten Zwischenstellung beim öffnen des Verdeckkastendeckels;

Fig. 4 in einer seitlichen Draufsicht die Verstellvorrichtung in der in Fig. 3 ge- zeigten Zwischenstellung;

Fig. 5 in einer Seitenansicht die Verstellvorrichtung in der in Fig. 4 gezeigten Zwischenstellung;

Fig. 6 in einer seitlichen Draufsicht die Verstellvorrichtung in einer weiteren Zwischenstellung;

Fig. 7 in einer seitlichen Draufsicht die Verstellvorrichtung in einer Endstellung bei geöffnetem Verdeckkastendeckel; und

Fig. 8 ein Diagramm mit einem übersetzungsverlauf zwischen einer Bewegung einer Antriebseinrichtung und einer dem zu verstellenden Bauteil zugeordneten Bewegung.

Ein Verdeckkastendeckel eines Cabriolet-Fahrzeugs (nicht dargestellt) ist an einem Rahmen 1 gelagert, der vor dem Ablegen des Klapp- oder Faltdaches in einen heckseitigen Verdeckablageraum nach hinten geschwenkt wird, so dass der daran festgelegte Verdeckkastendeckel mit seinem Vorderrand angehoben wird und eine Durchtrittsöffnung für das abzulegende Klapp- oder Faltdach, das insbesondere ein Hardtop-Dach oder auch ein Softtop sein kann, freigibt. Der Verdeckkastendeckel kann auch als Kofferraumdeckel dienen, indem er aus seiner Schließposition bei an der Karosserie festgelegtem Rahmen 1 mit seinem Hinter- rand relativ zum Rahmen 1 bzw. der Karosserie hochgeschwenkt wird und damit eine Beladeöffnung des Kofferraums freigibt. In der DE 44 45 944 C1 ist ein derartiger Verdeckkastendeckel grundsätzlich offenbart, der über einen am Fahrzeugheck um eine karosseriefeste Schwenkachse verschwenkbar gelagerten Hilfsrahmen abgestützt ist.

Der Rahmen 1 des Verdeckkastendeckels ist beidseits an der Karosserie jeweils mittels eines Hauptlenkers 2 und eines Hilfslenkers 3, die ein Viergelenk mit den Gelenken 4 bzw. 5 am Rahmen 1 und den Gelenken 6 bzw. 7 an einer karosse- riefesten Lagerplatte 8 bilden, schwenkbar gelagert. Der Rahmen 1 ist z. B. U- förmig entsprechend dem in der DE 44 45 944 C1 offenbarten Hilfsrahmen gestaltet.

Eine sich über das eine Lagerachse bildende Gelenk 6 hinaus erstreckende gekröpfte Verlängerung 9 des Hauptlenkers 2 ist endseitig in einem Gelenk 10 mit einer Koppelstange 11 verbunden, die wiederum in einem Gelenk 12 mit einem seitlich abstehenden Arm 13 einer in etwa T-förmigen Kurbel 14 schwenkbar angelenkt ist. Die Kurbel 14 ist an der Lagerplatte 8 in einer Drehachse 15 schwenkbar gelagert und enthält an ihrer Basis 16 zwei sich bezüglich der Drehachse 15 gegenüberliegende Gelenke 17 und 18, an denen jeweils ein Kreuzlen- ker 19 bzw. 20 eines Kreuzlenkergetriebes angelenkt ist. Die beiden Kreuzlenker 19 und 20 sind andererseits an einem Antriebslenker 21 in voneinander beabstandeten Gelenken 22 und 23 in Kreuzlenkeranordnung angelenkt, wobei das Gelenk 23 an dem einen Ende des Antriebslenkers 21 angeordnet ist, der an

seinem anderen Ende in einem Gelenk 24 mit einem Schwinghebel 25 gekoppelt ist, der wiederum am Unterende der Lagerplatte 8 in einem Gelenk 26 schwenkbar angelenkt ist.

Alle Lenker sind als flache plattenförmige Bauteile gebildet, so dass die Verstellvorrichtung in Fahrzeugquerrichtung sehr schmal baut (siehe Fig. 5).

Als Antriebseinrichtung zum Verschwenken des Viergelenks ist eine Hydraulikzylindereinheit vorgesehen (nur in Fig. 3 dargestellt, ansonsten schematisch durch eine strichpunktierte Linie dargestellt), deren Kolbenstange 27 am Gelenk 24 mit dem Antriebslenker 21 gekoppelt ist und deren Zylinder 28 in einem Gelenk 29 an einem übersetzungshebel 30 angelenkt ist, der in dem Gelenk 6 koaxial zum Hauptlenker 2 schwenkbar gelagert ist. Der übersetzungshebel 30 ist Teil einer Riegelkinematik, mit der der Rahmen 1 in seiner Schließstellung an der Karosse- rie bzw. an der Lagerplatte 8 festlegbar und verriegelbar ist. Die Riegelkinematik enthält einen Schloßhaken 31 , der in einer Schwenkachse 32 an der Lagerplatte 8 schwenkbar angelenkt ist und zum Riegeleingriff mit einem Riegelteil wie z. B. einem Riegelbolzen 33 vorgesehen ist, der am Hinterrandbereich des Rahmens 1 befestigt ist. Eine Koppel 34 verbindet in den Gelenken 35 und 36 den Schloßha- ken 31 mit dem übersetzungshebel 30, wobei das Gelenk 36 an einem sich über das Gelenk 6 hinauserstreckenden Abschnitt des übersetzungshebels 30 angeordnet ist und der Abstand zwischen dem Gelenk 36 und dem die Schwenkachse bildenden Gelenk 6 ein Mehrfaches des Abstandes zwischen dem Gelenk 29 und dem Gelenk 6 ist.

In der Schließstellung des Verdeckkastendeckels und des Rahmens 1 (siehe Fig. 1 ) ist die Kolbenstange 27 der Hydraulikzylindereinheit eingefahren und über den Antriebslenker 21 und das Kreuzlenkergetriebe ist die Kurbel 14 in eine Endstellung verschwenkt, in der die Längsachse der Koppelstange 11 im wesentlichen durch die Drehachse 15 der Kurbel 14 verläuft. Damit befindet sich die Koppelstange 11 an der Kurbel 14 in einer Totpunktstellung, in der eine vom Hauptlenker 2 auf die Koppelstange 11 eingeleitete Kraft keine Bewegung der Kurbel 14 erzeugt. Die Hydraulikzylindereinheit ist demnach in Schließstellung kraftentlastet.

Die drei Gelenke 22, 23 und 24 des Antriebslenkers 21 liegen beispielsweise in etwa auf einer Geraden, wobei jedoch der Antriebslenkers 21 zwischen den Gelenken 22 und 24 gekrümmt oder ausgebaucht ist, so dass in der in Fig. 1 darge- stellten End- oder Schließstellung der Antriebslenkers 21 das das Gelenk 18 enthaltende Ende der Kurbel 14 platzsparend umgreift, da die Kurbel 14 und der Antriebslenker 21 platzsparend im wesentlichen in einer Schwenkebene angeordnet sind.

Die Riegelkinematik ist in einer Riegelstellung angeordnet und hält mit dem Schloßhaken 31 den Riegelbolzen 33 des Rahmens 1 verriegelt.

Zum vorderrandseitigen Hochschwenken des Verdeckkastendeckels wird die Hydraulikzylindereinheit betätigt und ihre Längenzunahme aufgrund der ausfahren- den Kolbenstange 27 bewirkt zunächst, dass der übersetzungshebel 30 im Uhrzeigersinn (gemäß Fig. 1) verschwenkt wird und über die Koppel 34 der Schloßhaken 31 geöffnet wird, wobei der Riegelbolzen 33 freigegeben wird. Die anfängliche Expansion der Hydraulikzylindereinheit betätigt zunächst die Riegelkinematik, da hierfür eine vergleichsweise geringe Kraft erforderlich ist, wohingegen auf- grund des Gewichtes des Verdeckkastendeckels und des Rahmens 1 eine Verlagerung der Kurbel 14 bzw. des über die Kreuzlenker 19 und 20 angekoppelten Antriebslenkers 21 einen höheren Kraftaufwand erfordert.

Die unterschiedlichen Abstände der Gelenke 29 und 36 von der Schwenkachse 6 des übersetzungshebels 30 bewirken eine übersetzung des Stell- oder Entriegelweges, so dass eine geringe Längenzunahme der Hydraulikzylindereinheit zum Entriegeln der Riegelkinematik bzw. des Schloßhakens 31 ausreicht.

Bei entriegeltem Schloßhaken 31 liegt dieser oder ein anderes Bauteil der Rie- gelkinematik an einem Anschlag an, so dass das weitere Ausfahren der Kolbenstange 27 über das Gelenk 24 den Antriebslenker 21 in öffnungsrichtung verstellt (Bewegung von Fig. 1 nach Fig. 2) und dieser über die beiden Kreuzlenker 19 und 20 die Kurbel 14 verschwenkt. über die zwischengeschaltete Koppelstange

11 wird die Hauptsäule 2 um ihre Lagerachse 6 verschwenkt, wobei die rotierende Kurbel 14 zunächst nur eine geringe Bewegung der Koppelstange 11 an dem Gelenk 10 und damit ein anfänglich langsames Verschwenken der Hauptsäule 2 bewirkt. Diese Untersetzung der Bewegungsgeschwindigkeit hat jedoch die über- tragung einer hohen Stell- oder öffnungskraft auf den Hauptlenker 2 als gewünschten Nebeneffekt zur Folge.

Am Hauptlenker 2 ist im Bereich seiner Lagerachse 6 ein zur Lagerachse 6 konzentrisches Ringsegment 37 mittels einer am Hauptlenker 2 fest angebrachten Trägerplatte 38 derart befestigt, dass das Ringsegment 37 in der Stellung der Fig. 2 beginnt, einen vom Schloßhaken 31 seitlich gegen die Lagerplatte 8 hervorstehenden Stützbolzen 39 zu hintergreifen. Durch das Ringsegment 37 ist der Schloßhaken 31 gegen ein Verschwenken in Schließrichtung blockiert und als Folge davon ist das riegelseitige Ende der Hydraulikzylindereinheit ortsfest gehal- ten, auch wenn auf den sich öffnenden Verdeckkastendeckel bzw. Rahmen 1 eine unerwünschte Belastung oder Kraft einwirkt.

Das weitere Ausfahren der Kolbenstange 27 bewegt die Verstellvorrichtung in die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Stellung, in der die Bewegung der Kolbenstange 27 aufgrund der zueinander annähernd rechtwinkligen Stellung des Armes 13 der Kurbel 14 und der Koppelstange 11 eine maximale Stellbewegung der Koppelstange 11 und damit eine maximale Verstellgeschwindigkeit des Hauptlenkers 2 erzeugt.

Im weiteren öffnungsverlauf durchläuft die Kurbel 14 einen Schwenkwinkelbereich (eine beispielhafte Stellung ist in Fig. 6 dargestellt), in dem sich das am Arm 14 angeordnete Gelenk 12 der Verbindungsgeraden zwischen der Drehachse 15 der Kurbel 14 und dem Gelenk 10 an der Verlängerung 9 des Hauptlenkers 2 annähert. Die Geschwindigkeit der Verstellbewegung der Koppelstange 11 nimmt daher wieder deutlich ab, bis sie schließlich in der in Fig. 7 dargestellten Stellung zu Null wird. Die Koppelstange 11 und die Kurbel 14 befinden sich in der Bewegungsendstellung wieder in einer Totpunktstellung, in der eine Krafteinleitung von der Hauptsäule 2 auf die Koppelstange 11 keine Verstellung der Kurbel 14 be-

wirkt. Die Kurbel 14 ist somit um einen Schwenkwinkel von etwa 180° verschwenkt worden.

Mit dieser Verstellvorrichtung ist ein in Fig. 8 dargestellter übersetzungsverlauf erzielbar. Die Abszisse des Diagramms zeigt den Bewegungsweg oder die Längenveränderung bzw. -zunähme der Hydraulikzylindereinheit zwischen der ersten Endstellung bzw. der Schließstellung des Verdeckkastendeckels und der zweiten Endstellung bzw. der Offenstellung des Verdeckkastendeckels, wobei ein Weg von Null der Stellung der Fig. 1 und der maximale Weg (110 mm) der Stellung der Fig. 7 entspricht. Die Ordinate gibt das jeweilige übersetzungsverhältnis zwischen Eingangs- und Ausgangsbewegung an und repräsentiert damit auch den Geschwindigkeitsverlauf. Durch die erfindungsgemäße Verstellvorrichtung wird der Kraftverlauf optimiert und der Bewegungsweg der Hydraulikzylindereinheit verkürzt, wodurch auch die Verstellzeit verkürzt wird. Der Verdeckkastendeckel wird somit in seine beiden Endstellungen sanft bewegt, wobei eine hohe Stell- oder Abstützkraft bereit steht.

In der Endstellung gemäß Fig. 7 kann die Kurbel 14 auch um etwa 1 bis 3° über die Totpunktstellung hinaus verschwenkt sein, um eine sichere Verriegelung der Verstellvorrichtung bei geöffnetem Verdeckkastendeckel zu erreichen.

Das Schließen des Verdeckkastendeckels bzw. des Rahmens 1 erfolgt in entgegengesetztem Bewegungsablauf durch Kontraktion der Hydraulikzylindereinheit 27, 28.

Die Hydraulikzylindereinheit 27, 28 kann in alternativer Gestaltung der Verstellvorrichtung statt in dem Gelenk 29 auch z. B. an dem Gelenk 6 oder einem anderen fahrzeugfesten Teil angebracht sein. Die Betätigung der Riegeleinrichtung bzw. des Schloßhakens 31 erfolgt dann über einen eigenen Antrieb oder mittels einer Bewegungskopplung mit einem anderen Teil der Kinematik.

Bezugszeichenliste

Rahmen 21 Antriebslenker

Hauptlenker 22 Gelenk

Hilfslenker 23 Gelenk

Gelenk 24 Gelenk

Gelenk 25 Schwinghebel

Gelenk 26 Gelenk

Gelenk 27 Kolbenstange

Lagerplatte 28 Zylinder

Verlängerung 29 Gelenk

Gelenk 30 übersetzungshebel

Koppelstange 31 Schloßhaken

Gelenk 32 Schwenkachse

Arm 33 Riegelbolzen

Kurbel 34 Koppel

Drehachse 35 Gelenk

Basis 36 Gelenk

Gelenk 37 Ringsegment

Gelenk 38 Trägerplatte

Kreuzlenker 39 Stützbolzen

Kreuzlenker