Cabriolet-Fahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Cabriolet-Fahrzeug mit einem im heckseitigen Fahrzeugbereich ablegbaren Dach nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Fahrzeug ist aus der DE 101 40 234 Al bekannt. Das Dach dieses Fahrzeugs ist als Faltverdeck ausgebildet und umfasst ein Verdeckgestänge, das im geschlossenen Zustand des Dachs von einem flexiblen, planenartigen Dachmaterial überspannt ist. Das Verdeckgestänge umfasst heckseitig beidseits eine Mehrgelenkmechanik, mittels der das Dach in einen heckseitigen Verdeckkasten ablegbar ist. An die jeweilige Mehrgelenkmechanik schließt sich in Fahrzeuglängsrichtung jeweils ein mehrteiliger Dachseitenholm an, der das Dach jeweils seitlich begrenzt und sich in Schließstellung des Dachs in Fahrzeuglängsrichtung erstreckt. Beim öffnen des Dachs werden die beidseitigen Mehrgelenkmechaniken jeweils mittels Antriebsorganen angesteuert, um eine Ablage des Dachs in dem Verdeckkasten zu erreichen. Gleichzeitig werden zur Verkür-

zung der Längserstreckung des Dachs weitere Antriebsorgane angesteuert, die im Bereich eines hinteren Dachspriegels angeordnet sind und auf eine Einschwenkmechanik wirken, mittels der die einzelnen Holmelemente in Richtung einer Fahrzeuglängsmittelebene verschwenkt werden können, so dass das Fahrzeugdach in Fahrzeuglängsrichtung verkürzt wird und eine Verschränkung der einzelnen Verdeckgestängeelemente, d. h. von Dachseitenholmelementen und von Dachspriegeln, die an den Dachseitenholmelementen angelenkt sind, erfolgt. Unter anderem durch die Ansteuerung der Mehrgelenkmechanik und der Einschwenkeinrichtung mittels separater Antriebsorgane ist dieses Faltverdeck mit hohen Kosten verbunden.

Des Weiteren ist aus der DE 100 42 417 Al ein Faltverdeck für ein Cabriolet-Fahrzeug bekannt, bei welchem ein Verdeckgestänge im Wesentlichen L-förmige Seitenbügel aufweist, denen jeweils über eine Mehrgelenkanordnung eine dreidimensionale Schwenkbewegung aufgezwungen werden kann, so dass die Seitenbügel, die einen Fensterbereich des betreffenden Fahrzeugs begrenzen, beim öffnen des Faltverdecks im Bereich eines heckseitig angeordneten Verdeckkastens abgelegt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Cabriolet-Fahrzeug der einleitenden genannten Gattung zu schaffen, das sich durch eine kompakte Ablegemechanik für ein Verdeckgestänge bzw. das ein Verdeckgestänge umfassende Dach auszeichnet.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch das Cabriolet-Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der Kern der Erfindung besteht mithin darin, dass allein durch den Antrieb der Mehrgelenkmechaniken, die das Ablegen des Dachs in dem Verdeckkasten bewirken, mittels der Umsetzmechaniken und der von diesen erfassten Rotationselemente die Einschwenkeinrichtungen für die Dachseitenholme angesteuert werden können. Separate Antriebseinrichtungen für die Einschwenkeinrichtungen sind mithin nicht erforderlich. Es erfolgt vielmehr eine Zwangskopplung der Bewegungen der Mehrgelenkmechaniken und der Betätigung der Einschwenkeinrichtungen für die Dachseitenholme. Es erfolgt eine synchrone Ansteuerung der Mehrgelenkmechaniken und der Einschwenkeinrichtungen, was das öffnen bzw. Schließen des Dachs in kurzer Zeit ermöglicht. Die öffnungs- bzw. Schließgeschwindigkeit kann durch entsprechende Auslegung der Mehrgelenkmechaniken, der Umsetzmechaniken und der Einschwenkeinrichtungen eingestellt werden. Es liegt also eine dreidimensionale Kopplung des Gesamtsystems ohne separaten Antrieb für die Einschwenkeinrichtungen vor.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Cabriolet- Fahrzeugs nach der Erfindung sind die Rotationselemente jeweils als Torsionsrohr ausgebildet, das bei einer Betätigung der betreffenden Mehrgelenkmechanik synchron zu einer Hauptsäule der Mehrgelenkmechanik verschwenkt wird und an dem ein der Umsetzeinrichtung zugeordnetes Lenkersystem fixiert ist, dessen dem Torsionsrohr abgewandtes Ende karosseriefest gelagert ist. Durch die karosseriefeste Lagerung des Lenkersystems bzw. der Umsetzmechanik kann durch Verschwenken des Torsionsrohrs ein Drehmoment in dasselbe eingetragen und damit eine Rotation desselben ausgelöst werden. Diese Rotation wird beim öffnen des Dachs zum Einschwenken des betreffenden Dachseitenholms in Richtung der Fahrzeuglängsmittelebene in eine Ablegestellung und beim Schließen des Dachs aus dieser Ablegestel-

lung nach außen in eine parallel zur Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtete Anordnung genutzt.

Bei einer speziellen Ausführungsform des Cabriolet- Fahrzeugs nach der Erfindung erfolgt die karosseriefeste Lagerung des Lenkersystem, das die jeweilige Umsetzmecha- nik darstellt, über ein sphärisches Gelenk, so dass das Lenkersystem gegenüber der Fahrzeugkarosserie im Wesentlichen frei verschwenkbar ist.

Insbesondere umfasst das Lenkersystem zwei Lenkerelemente, die über ein Kreuzgelenk miteinander verbunden sind und von denen eines starr mit dem Torsionsrohr verbunden ist. über die starre Verbindung wird dann beim Verschwenken des Torsionsrohrs ein Drehmoment auf dasselbe übertragen.

Die Position der Anbindung des Lenkerelementes an das Torsionsrohr ist ein Parameter für den Verdrehwinkel des Torsionsrohrs beim öffnen bzw. Schließen des Dachs. Grundsätzlich gilt hierbei die Regel, dass eine höhere Anbindung des Lenkersystems an das Torsionsrohr einen größeren Drehwinkel des Torsionsrohrs beim öffnen bzw. Schließen des Dachs bewirkt, weil dadurch eine größere Relativbewegung zwischen dem karosseriefesten Anbindungspunkt des Lenkersystems und dem Anbindungspunkt des Lenkersystems an das Torsionsrohr erreicht wird. Der Anbindungspunkt des Lenkersystems an das Torsionsrohr ist mithin maßgeblich für den Einschwenk- bzw. Verschränkungswinkel des anzusteuernden Dachseitenholms.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Cabriolet- Fahrzeugs nach der Erfindung sind eine Hauptsäule der Mehrgelenkmechanik und das Torsionsrohr über ein Verbindungselement miteinander verbunden, das an der Hauptsäule

fixiert ist und an dem das Torsionsrohr drehbar gelagert ist. Ein solches Verbindungselement kann dem Torsionsrohr die Schwenkbewegung der angetriebenen Hauptsäule aufzwingen und gleichzeitig eine Drehung des Torsionsrohrs zur Betätigung der Einschwenkeinrichtung zulassen.

Zur Fixierung an der Fahrzeugkarosserie kann das Torsionsrohr drehbar an einem sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Basisrohr gelagert sein, das die beidseits angeordneten Mehrgelenkmechaniken miteinander verbindet. Das Basisrohr gewährleistet eine hohe Steifigkeit des Dachaufbaus bzw. des Betätigungsmechanismus für das offenbare Dach und insbesondere der Umsetzmechanik.

Bei einer speziellen Ausführungsform umfassen die beidseits des Dachs angeordneten Einschwenkeinrichtungen jeweils zwei über ein Rotationsgelenk miteinander verbundene Koppellenker, die das jeweilige Rotationselement und den betreffenden Seitenholm miteinander verbinden. Die beiden gelenkig miteinander verbundenen Lenker ermöglichen eine bauraumoptimierte Auslegung der Einschwenkeinrichtungen für die Seitenholme. Der Anbindungspunkt eines der beiden Koppellenker an dem betreffenden Seitenholm und die Längen der beiden Koppellenker bestimmen den zeitlichen Ablauf der Einschwenk- bzw. Ausschwenkbewegung der Seitenholme sowie deren Schwenk- bzw. Verdrehwinkel.

Um ein Verkippen der Koppellenker gegenüber dem Rotationselement ausgleichen zu können, erfolgt die Anbindung der Koppellenker an das Rotationselement bevorzugt über ein Kreuzgelenk.

Bei einer speziellen Ausführungsform des Cabriolet- Fahrzeugs nach der Erfindung sind die Dachseitenholme jeweils aus mindestens einem hinteren und einem vorderen

Holmelement gebildet, die in Schließstellung des Dachs miteinander fluchten und über einen Lenker miteinander verbunden sind, so dass beim Einschwenken des hinteren Holmelementes, an dem die Einschwenkmechanik angreift, das vordere Holmelement zwangsgesteuert ebenfalls eingeschwenkt wird. Die Anbindung des Lenkers an das hintere und an das vordere Holmelement kann über ein einfaches Rotationsgelenk erfolgen.

Um bei einem aus einem flexiblen Material gebildeten Stoffverdeck bzw. einem Softtop eine hinreichende Spannung des Stoffes im geschlossenen Zustand des Dachs gewährleisten zu können, ist an den einzelnen Holmelementen jeweils mindestens ein Spriegel fixiert. Dieser Spriegel dient zumindest im geschlossenen Zustand des Dachs zur Auflage des Stoffmaterials. Ein an dem vorderen Holmelement angeordneter Frontspriegel ist vorzugsweise fest mit dem Stoffmaterial verbunden.

An dem hinteren Holmelement kann ein Spriegel über einen Spriegellenker fixiert sein. Durch diesen Spriegel sind die beidseits angeordneten, beim öffnen des Dachs einzuschwenkenden Seitenholme miteinander verbunden, wodurch auch ein Verschränken des ebenfalls dem Verdeckgestänge zugeordneten Spriegels beim öffnen des Dachs gewährleistet wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Fahrzeugdachs nach der Erfindung ist die Mehrgelenkmechanik eine Viergelenkmechanik, deren beiden Lenker einerseits karosseriefest angelenkt sind und andererseits an einem Trägerelement angelenkt sind, an dem ein Eckspriegel des Verdeckgestänges fixiert ist. Durch die Auslegung der beiden Lenker hinsichtlich ihrer Form und ihrer Länge kann die

Bewegungsbahn des Verdecks des Dachsystems bei dessen öffnen bzw. Schließen definiert werden.

Das Dach des Cabriolet-Fahrzeugs nach der Erfindung kann grundsätzlich durch einen einzigen Antriebsmotor angetrieben sein, der auf das drehbar gelagerte Basisrohr wirkt. Das Basisrohr überträgt dann ein Drehmoment auf die Hauptsäulen der beidseits angeordneten Mehrgelenkmechaniken und auf die diesen jeweils zugeordneten Rotationseinrichtungen. Aus Stabilitätsgründen ist es in der Regel jedoch vorteilhaft, wenn auf die Mehrgelenkmechaniken jeweils eine separate Antriebseinrichtung wirkt, die beispielsweise in Form eines Hydraulikzylinders oder eines sonstigen Linearantriebs ausgebildet ist.

Das Fahrzeug nach der Erfindung ist in der Regel als Personenkraftwagen ausgebildet. Denkbar ist es aber auch, dass das Fahrzeug nach der Erfindung ein Wasserfahrzeug mit einem Faltverdeck ist.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgebildeten Fahrzeugdachs ist in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische, einer rechten Fahrzeugseite zugeordnete Teilansicht eines Verdeckgestänges eines als Faltverdeck ausgebildeten Cabriolet-Fahrzeugdachs in Schließstellung;

Fig. 2 eine Fig. 1 entsprechende Ansicht in einer ersten öffnungsphase;

Fig. 3 eine Fig. 1 entsprechende Ansicht in einer zweiten öffnungsphase;

Fig. 4 eine Fig. 1 entsprechende Ansicht in öffnungsstellung des Fahrzeugdachs; und

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Antriebsmechanismus für das Verdeckgestänge in Schließstellung des Fahrzeugdachs.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines als Faltverdeck ausgebildetes Fahrzeugdachs 10 dargestellt, das Bestandteil eines ansonsten nicht näher dargestellten Cabriolet-Fahrzeugs ist und mit einer ebenfalls nicht näher dargestellten flexiblen und faltbaren Außenhaut aus einem wasserdichten Material versehen ist und mithin ein so genanntes Softtop darstellt.

Das Fahrzeugdach 10 umfasst ein Verdeckgestänge 12, das in der in Fig. 1 dargestellten Schließstellung die einen Verdeckbezug darstellende Außenhaut spannt und mittels dessen Antrieb ein öffnen bzw. Schließen des Fahrzeugdachs zum Freigeben bzw. überdecken eines Fahrzeuginnenraums erfolgen kann.

Das Verdeckgestänge 12, das in der Zeichnung nur hinsichtlich seines in Fahrtrichtung rechten Bereichs dargestellt ist und bezüglich der Fahrzeuglängsmittelebene spiegelsymmetrisch ausgebildet ist, umfasst in seinem heckseitigen Bereich beidseits eine Viergelenkmechanik 14 mit einer Hauptsäule 16 und einem Hauptlenker 18. Die beiden von der Hauptsäule 16 und dem Hauptlenker 18 gebildeten Lenker der Viergelenkmechanik sind mit ihren in Schließstellung des Fahrzeugdachs 10 nach unten weisenden Enden jeweils karosseriefest angelenkt und mit ihren in Schließstellung des Fahrzeugdachs 10 nach oben weisenden Enden an einem Träger 20 angelenkt, der unter anderem zur

Fixierung eines so genannten Eckspriegels 22 dient, in dessen Bereich ein übergang zwischen einem Heckscheibenabschnitt 11 und einem Vorderdachabschnitt 13 des Fahrzeugsdachs 10 angeordnet ist.

An dem Träger 20 ist ein Seitenholm 24 verschwenkbar angelenkt, der einen hinteren Holmabschnitt 26 und einen vorderen Holmabschnitt 28 umfasst, welche in Schließstellung des Fahrzeugdachs 10 miteinander fluchten und über einen Lenker 30 miteinander verbunden sind.

An dem vorderen Holmabschnitt 28 ist des Weiteren ein Frontspiegel 32 drehbar gelagert, an dem der Verdeckbezug mit seinem vorderen Ende fixiert ist. An dem hinteren Holmabschnitt 26 ist über einen Spriegellenker 34 ein Mittelspriegel 36 schwenkbar gelagert.

Des Weiteren sind an dem Träger 20, an dem hintern Holmabschnitt 26 und an dem vorderen Holmabschnitt 28 Dichtelemente 38, 40 und 42 fixiert, die in der in Fig. 1 dargestellten Schließstellung des Fahrzeugsdachs 10 miteinander fluchten und zur Dichtung von hier nicht näher dargestellten, angrenzenden Fensterrandbereichen des betreffenden Fahrzeugs dienen.

Zum Antrieb weist das Fahrzeugdach 10 beidseits jeweils einen nicht naher dargestellten Hydraulikzylinder auf, der auf die Hauptsäule 18 des Viergelenks 14 wirkt und bei Betätigung die Hauptsäule 18 verschwenkt.

Die Hauptsäule 18 ist ihres karosseriefest angelenkten Endes mit einem als Rotationsrohr ausgebildeten Basisrohr 44 verbunden, welches die an beiden Fahrzeugseiten angeordneten Viergelenke 14 miteinander verbindet und drehbar gelagert ist.

Das Basisrohr 44 hat einen rechtwinklig zur Achse des Basisrohrs 44 ausgerichteten Hülsenabschnitt 46 zur drehbaren Aufnahme eines unteren Endabschnitts eines Torsionsrohrs 48, das ein Rotationselement einer Einschwenkeinrichtung für den Dachseitenholm 24 darstellt und mittels dessen eine Einschwenk- bzw. Ausschwenkbewegung auf die Holmabschnitte 26 und 28 übertragen werden kann.

Das Torsionsrohr 48 ist in einem von dem Basisrohr entfernten Abschnitt in einer kreisförmigen Ausnehmung 50 einer Verbindungsplatte 52 drehbar gelagert, die über eine abgewinkelte Endlasche 54 an der Hauptsäule 18 des Viergelenks 14 verschraubt ist. Die Verbindungsplatte 52 kann so eine in einer parallel zur Fahrzeuglängsmittelebene angeordneten Ebene erfolgende Schwenkbewegung der Hauptsäule 18, d. h. eine in einer so genannten X/Z-Ebene erfolgende Schwenkbewegung der Hauptsäule 18 auf das Torsionsrohr 48 übertragen.

Des Weiteren ist das Torsionsrohr 48 in einem an den Hülsenabschnitt 46 des Basisrohr 44 angrenzenden Abschnitt starr mit einem ersten Lenkerelement 56 verbunden, das an seinem dem Torsionsrohr 48 abgewandten Ende über ein Kreuzgelenk 58 mit einem zweiten Lenkerelement 60 verbunden ist, das wiederum mit seinem dem ersten Lenkerelement 56 abgewandten, kugelförmigen Ende 62 über ein nicht näher dargestelltes sphärisches Gelenk karosseriefest angebunden ist.

Durch das aus den beiden Lenkerelementen 56 und 60 gebildete Lenkersystem wird bei einem Verschwenken des Torsionsrohrs 48 in einer X/Z-Ebene des Fahrzeugs ein Drehmoment in das Torsionsrohr 48 eingetragen, so dass das Torsionsrohr eine Drehung um seine Achse erfährt.

An seinem dem Basisrohr 44 abgewandten Ende ist das Torsionsrohr 48 über ein weiteres Kreuzgelenk 64 mit einem ersten, aus einem Stanzblech gebildeten Koppellenker 66 verbunden, der wiederum über ein einfaches Rotationsgelenk 68 mit einem aus einem gebogenen Stanzblech gebildeten zweiten Koppellenker 70 verbunden ist. Der Koppellenker 70 ist mit seinem dem ersten Koppellenker 66 abgewandeten Ende über ein weiteres, einfaches Rotationsgelenk 72 mit dem hinteren Holmabschnitt 26, der auch als Mittellenker bezeichnet wird, verbunden.

Durch eine Drehung des Torsionsrohrs 48, die durch dessen Verschwenken ausgelöst wird, erfolgt damit auch ein Verschwenken des hinteren Holmabschnitts 26 und über den Lenker 30, der den hinteren Holmabschnitt 26 und den vorderen Holmabschnitt 28 verbindet, auch ein Verschwenken des vorderen Holmabschnitts 28.

Das vorstehend beschriebene Fahrzeugdach 10 öffnet in nachfolgender Weise.

An der Hauptsäule 16 des Viergelenks 14 setzt mittels des Hydraulikzylinders eine Zugkraft an, die ein Verschwenken der Hauptsäule 16 und damit, vermittelt über die Verbindungsplatte 52, auch des Torsionsrohrs 48 in der X/Z-Ebene, d. h. in der Ebene, die parallel zur Längsmittelebene des Fahrzeugs angeordnet ist, auslöst. Durch dieses Verschwenken des Torsionsrohrs 48 wird mittels des aus den beiden Lenkerelementen 56 und 60 bestehenden Lenkersystems, das über das kugelförmige Ende 62 karosseriefest angelenkt ist, ein Drehmoment auf das Torsionsrohr 48 ü- bertragen, so dass dieses um seine Hauptachse verdreht wird. Diese Drehung wird über die Koppellenker 66 und 70 in ein Verschwenken des hinteren Holmabschnitts 26, der

über ein Gelenk 27 verschwenkbar mit dem Träger 20 verbunden ist, in Richtung der Längsmittelebene des Fahrzeugs umgesetzt. Gleichzeitig zieht der hintere Holmabschnitt 26 über den Lenker 30 am hinteren Ende des vorderen Holmabschnitts 28, so dass der vordere Holmabschnitt 28 mit seinem hinteren Ende ebenfalls in Richtung der Fahrzeuglängsmittelebene verschwenkt wird. Das aus den beiden Lenkern 56 und 60 bestehende Lenkersystem bildet also eine Umsetzmechanik, die in mechanischer Weise eine Schwenkbewegung der Viergelenkmechanik 14 in eine Drehung des Torsionsrohrs 48 der Einschwenkeinrichtung für den Dachseitenholm 24 umsetzt.

Bei dem Verschwenken der Holmabschnitte 26 und 28 bleiben die Spriegel 22, 36 und 32 parallel zur Fahrzeugquerrichtung angeordnet. Sie werden jedoch, wie den Figuren 3 und 4 zu entnehmen ist, aufeinander zugefahren, so dass das Verdeckgestänge 12 im abgelegten, d. h. in dem in Fig. 4 dargestellten Zustand, verschränkt ist und eine kompakte Einheit bildet.

Bezugszeichen

10 Fahrzeugdach

11 Heckscheibenabschnitt

12 Verdeckgestänge

13 Vorderdachabschnitt

14 Viergelenkmechanik 16 Hauptsäule

18 Hauptlenker

20 Träger

22 Eckspriegel 4 Seitenholm 6 hinterer Holmabschnitt 7 Gelenk 8 vorderer Holmabschnitt 0 Lenker 2 Frontspriegel 4 Spriegellenker 6 Mittelspriegel 8 Dichtung 0 Dichtung 2 Dichtung 4 Basisrohr 6 Hülsenabschnitt 8 Torsionsrohr 0 Ausnehmung 2 Verbindungsplatte 4 Endlasche 6 Lenkerelement 8 Kreuzgelenk 0 Lenkereleraent 2 Kugelförmiges Ende 4 Kreuzgelenk 6 Koppellenker 8 Rotationsgelenk 0 Koppellenker 2 Rotationsgelenk