CABRIOLET-FAHRZEUG MIT EINEM AN EINEM OBEREN QUERRAHMENTEIL DES WINDSCHUTZSCHEIBENRAHMENS SICHERBAREN DACH

Die Erfindung betrifft ein Cabriolet-Fahrzeug mit einem in seiner Schließstellung an einem oberen Querrahmenteil des Windschutzscheibenrahmens sicherbaren Dach nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bei Cabriolet-Fahrzeugen üblich, das vordere Dachende, das häufig auch als Dachspitze bezeichnet wird, bei geschlossenem Dach über Verschlussglieder am Windschutzscheibenrahmen zu sichern. Dabei sind herkömmlich der Dachspitze neben ausrichtenden Zentrierzapfen Hakenteile zugeordnet, die in entsprechende Ausnehmungen des Windschutzscheibenrahmens eintauchen und mit dort angeordneten Riegeln, die sie durch Schwenkbewegung umgreifen, zusammenwirken.

Es ist in vielen Fällen jedoch wünschenswert, das Gewicht der Dachspitze zu vermindern, um dadurch das Trägheitsmoment des Daches für seine Schwenkbewegung um seitliche Hauptlager zu verkleinern und die zugehörigen Antriebe geringer dimensionieren zu können. Zudem sollte die Verletzungsgefahr, die' von an der Dachspitze bei geöffnetem Dach hervorstehenden Hakenteilen resultieren kann, minimiert werden.

Aus der DE 297 03 603 Ul ist es bekannt, einen zentralen Schwenkhaken dem oberen Querrahmenteil des Windschutzscheibenrahmens zuzuordnen und durch Einschwenken dieses Schwenkhakens einen fest an der Dachspitze angeordneten Riegel einzufangen und zu sichern. Eine derartige Konstruktion erfordert jedoch einen erheblichen Bauraum sowohl in Vertikal- als auch in Fahrzeugquerrichtung, der insbesondere bei kleineren Fahrzeugen, bei denen Insassen

nah am Windschutzscheibenrahmen sitzen, nicht zur Verfügung steht.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, bei einem gattungsgemäßen Cabriolet-Fahrzeug hier eine Verbesserung zu erreichen .

Die Erfindung löst dieses Problem durch ein Cabriolet- Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Hinsichtlich vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die weiteren Ansprüche 2 bis 15 verwiesen.

Mit der Erfindung wird keinerlei Schwenkraum für einen Hakenteil benötigt. Die Bauhöhe ist daher deutlich verringert. Dennoch kann der zumindest eine Hakenteil vollständig im oberen Querrahmenteil des Windschutzscheibenrahmens angeordnet sein. Die Dachspitze benötigt lediglich relativ leichte und abgerundete Riegelteile; die Stabilität der A- Säulen bleibt unbeeinträchtigt, da diese durch die Anordnung der Verschlussteile nicht verändert werden müssen.

Auch ohne ein Schwenken des Hakenteils kann ein zuverlässiges Einfangen der Dachspitze und Ausüben einer sichernden Zugkraft gewährleistet werden, wenn der oder jeder Hakenteil zum Schließen der Verbindung mit einer Vorwärtskomponente in dem Querrahmenteil verlagerbar ist, insbesondere wenn der oder die Hakenteil (e) in einem leicht geneigt liegenden Querrahmenteils mit einer Vorwärts- und einer Abwärtskomponente verlagerbar ist oder sind und somit das Dach nach vorne und unten spannen können. Eine solche Lösung kommt insbesondere für Fahrzeuge mit einer flach angestellten Windschutzscheibe und einem daran nach oben und hinten anschließenden relativ breiten oberen Querrahmenteil, häufig auch als Windlauf bezeichnet, in Betracht, da hier genügend Bewegungsraum für eine Ver-

Schiebung von Hakenteilen nach vorne und unten in der Er- streckungsebene des Windlaufs zur Verfügung steht. Bei einer entsprechend nahen Zuführung der Dachspitze muss der Fangweg nur wenige Millimeter betragen, so dass nur wenig Bewegungsraum für die Hakenteile benötigt wird.

Gleichzeitig ist durch die dadurch längs zum Fahrzeug ausgerichtete Lage des oder der Hakenteile nur ein minimaler Teil der Breitenerstreckung des Windlaufs von diesen eingenommen, es verbleibt somit eine große Breite unbeein- flusst von festen Verschlussteilen und kann als Kopfanprallfläche für Insassen bei möglichen Unfällen ausgestaltet werden.

Eine hohe Stabilität der Dachsicherung ist über zumindest zwei Hakenteile zu erreichen, die Fahrzeugquerrandbereichen nahegelegen sind, ohne dass sie jedoch bis in die A- Säulen hineinreichen müssten und diese schwächen könnten. Dabei können für beide Fahrzeugseiten Gleichteile Verwendung finden.

Sofern mehrere Hakenteile einzeln über Elektromotoren antreibbar sind, werden keine Synchronisationsgestänge oder dergleichen benötigt. Der Raum zwischen den Hakenteilen kann daher voll als Sicherheitsbereich für einen Kopfanprall zur Verfügung stehen. Die Motoren selbst können, da sie jeweils nur einen Hakenteil bewegen müssen, klein ausgebildet und ebenfalls raumsparend vollständig im Windlauf gelegen sein. Zudem müssen keine langen Gestänge oder Seilzüge vorgesehen sein. Die Konstruktion ist wartungsfrei - auch über lange Zeiträume.

Dabei sind vorteilhaft die Antriebswellen der Elektromotoren parallel zur Erstreckung des oberen Querträgers

des Windschutzscheibenrahmens und weit nach vorne zur Scheibe hin gelegen.

Sofern der oder jeder Hakenteil von einem Zahnrad bewegbar ist, das um eine senkrecht zur Bewegungsrichtung des Hakenteils liegende Achse drehbar ist und einen den Hakenteil beaufschlagenden Kraftvermittler trägt, der so gekrümmt ist, dass er die Drehachse des Zahnrades nicht schneidet, ist auch das Vorsehen einer manuellen Notbetätigung möglich, die von unten an der Achse dieses Zahnrades über einen entsprechenden Schlüssel angreifen kann.

Für eine besonders platzsparende Ausbildung ist eine Dachzentrierung ohne separate Zentrierzapfen möglich, wenn Z ^' entrie- rungshilfen seitlich neben dem Riegel gelegene konische Flächen umfassen, die in einen komplementären Trichter des Hakenteils einlaufen. Dabei können an zu jeder Fahrzeugquerseite sowie nach vorne und nach hinten zeigende konische Flächen vorgesehen sein und eine Zentrierung in alle Raumrichtungen ermöglichen.

Mit dem Verzicht auf separate Zentrierungshilfen kann zur Verifizierung des korrekten Verschlusszustandes besonders günstig an jeder Verbindung zwischen Windschutzscheibenrahmen und vorderem Dachende genau ein Sensor, zum Beispiel ein berührungsloser Hall-Sensor, vorgesehen sein, so dass separate Sensoren für das Eintauchen des Zentrierzapfens und das Einfangen des Riegels nicht erforderlich sind.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus einem in der Zeichnung schematisch dargestellten und nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine nach vorne und hinten abgebrochene, schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Cabriolet-Fahrzeugs bei geschlossenem Dach,

Fig. 2 eine Einzelteilansicht des vorderen Dachendes Daches in Stellung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 2, jedoch ohne eingezeichnete Zentrierungshilfen des Riegels und zugeordnete Einlaufschrägen sowie ohne eingezeichnete Sensoren zur Erfassung des ordnungsgemäßen Verschlusses,

Fig. 4 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 3 bei nach hinten verschobenem Hakenteil und damit entriegeltem vorderem Dachende vor dessen Anheben im öffnungssinn,

Fig. 5 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 4 bei beginnender Dachöffnung,

Fig. 6 eine schematische Ansicht des Hakenteils von unten in geschlossener Stellung mit eingefasstem Riegel des vorderen Dachendes,

Fig. 7 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 6 während der translatorischen Verlagerung des Hakenteils entgegen der Fahrtrichtung im Freigabesinn,

Fig. 8 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 7 bei weiter fortschreitender Hakenteilöffnung,

Fig. 9 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 8 bei weiter fortschreitender Hakenteilöffnung, ,

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Fig. 10 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 9 am Ende der Hakenteilöffnung in Stellung nach Fig. 4,

Fig. 11 eine vergrößerte Ansicht des Hakenteils von oben in geschlossener Stellung mit zusätzlich eingezeichneten Zentrierungshilfen,

Fig. 12 eine perspektivische Einzelteilansicht jeweils eines Ausschnitts des Windlaufs und des vorderen ^■ Dachendes,

Fig. 13 die Schließphase des vorderen Dachendes in sche- matischer Seitenansicht, hier mit eingezeichneten Zentrierungshilfen,

Fig. 14 die Schließphase nach Fig. 13 in Ansicht von oben, wobei das vordere Dachende transparent eingezeichnet ist,

Fig. 15 die Schließphase nach Fig. 14 in schematischer perspektivischer Ansicht,

Fig. 16 einen Vergleich zwischen herkömmlicher und erfindungsgemäßer Bauraumbeanspruchung in Seitenansicht,

Fig. 17 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 5 mit zusätzlich eingezeichneter Bahnkurve der Dachspitze beim Schließen des Daches,

Fig. 18 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 17 nach Aufsetzen der Dachspitze in der Schließbewegung.

Das in der Zeichnung nur teilweise dargestellte Cabriolet- Fahrzeug 1 umfasst ein bewegliches Dach 2, das beispielsweise als Retractable Hardtop (RHT) oder als Softtop mit einem in sich starren vorderen Dachende 3 ausgebildet sein kann .

Es versteht sich, dass Dachform und Fahrzeuggröße verschieden ausgebildet sein können. So kann zum Beispiel das Cabriolet-Fahrzeug 1 sowohl ein Zweisitzer als auch ein Cabriolet-Fahrzeug mit einem größeren Innenraum und etwa zwei oder mehr Sitzreihen hintereinander sein.

Bei geschlossenem Dach (Fig. 1) ist dieses über sein vorderes Dachende 3 an einem oberen Querträger 4, häufig auch als Windlauf bezeichnet, eines die Windschutzscheibe 5 einfassenden Rahmens gehalten. Hierzu dient zumindest ein beweglicher Hakenteil 6, der bei seiner Bewegung einen Riegel 7 der Dachspitze 3 sichern kann.

Für diese Sicherung oder Freigabe des Riegels 7 ist der zumindest eine Hakenteil 6 rein translatorisch im oberen Querrahmenteil 4 verlagerbar. Im Ausführungsbeispiel sind zwei in Fahrzeugquerrichtung zueinander beabstandete Hakenteile 6 vorgesehen, die das Dach 2 in seiner Schließstellung sichern. Die Hakenteile 6 sind jedoch nur so weit voneinander beabstandet, dass die aufragenden seitlichen Säulen des Windschutzscheibenrahmens, sog. A-Säulen, von den Verschlußvorrichtungen unbeeinflusst verbleiben können .

Die Hakenteile 6 sind zum Schließen der Verbindung mit einer Vorwärtskomponente in Fahrtrichtung F und einer Abwärtskomponente ungefähr parallel zur schräg nach vorne geneigten Einbaulage des Windlaufs 4 verlagerbar. Dadurch kann dieser in seiner Dicke sehr gering erstreckt bleiben.

Es wird wenig Bauhöhe für die Hakenteile 6 und ihre Bewegungsmechaniken benötigt.

Die Hakenteile 6 sind einzeln über Elektromotore 8 antreibbar, wobei diese aufgrund der nur geringen zu bewegenden Masse ebenfalls klein dimensioniert und in den Windlauf 4 integriert sein können.

Wie zum Beispiel in Fig. 11 erkennbar ist, liegen die Elektromotoren 8 neben den Bewegungsbahnen der Hakenteile 6, wodurch ebenfalls die benötigte Bauhöhe gering gehalten werden kann. Für beide Fahrzeugseiten können Gleichteile verwendet werden. Die Antriebswellen 9 der Elektromotoren 8 liegen dabei ebenfalls parallel zur Erstreckung des oberen Querträgers 4 des Windschutzscheibenrahruens und umfassen eine Spindel zur Einwirkung auf ein kraftumlenkendes Getriebe 10.

Dieses umfasst zum Antrieb jedes längs zur Fahrtrichtung vorzugsweise einstückig erstreckten Hakenteils 6 ein Antriebsrad 12, das zumindest über einen Teil seines Umfangs mit Zähnen versehen und um eine senkrecht zur Bewegungsrichtung des Hakenteils 6 liegende Achse 11 drehbar ist. Die gegenüber der Fahrzeugkarosserie ortsfeste Achse 11 liegt dabei ungefähr lotrecht zur Erstreckungsebene des Windlaufs 4.

An dem Antriebsrad 12 ist ein den Hakenteil 6 beaufschlagender Kraftvermittler 13 gehalten, der bogenförmig ausgebildet ist und anderenends an dem nach vorne weisenden Schaft 14 des Hakenteils 6 angreift. Dabei ist der Kraftvermittler 13 derart gekrümmt ist, dass er in keiner Phase der Bewegung des Hakenteils (Fig. 6 bis Fig. 10) die Drehachse 11 des Antriebsrades 12 schneidet. Diese bleibt daher jederzeit von unten, also aus Richtung des Fahrzeug-

innenraums, zugänglich. Dadurch kann für eine manuelle Notbetätigung ein Zusatzschlüssel, zum Beispiel ein einfacher Inbusschlüssel, in Verlängerung der Achse 11 an diese angesetzt werden und somit auch bei Ausfall des motorischen Antriebs ohne besonderen Aufwand eine manuelle Bewegungsmöglichkeit der Hakenteile 6 sicherstellen.

Wie in Fig. 18 erkennbar ist, kann zum Schließen das im wesentlichen in sich starre vordere Dachende mit dem Riegel 7 bis zu einer Auflage auf eine Dichtung 15 oder eine Aufschlagfläche 21, die als elastischer Puffer dienen kann, des nach oben offenen Hakenteils 6 abgesenkt werden. Dabei steht der Hakenteil 6 in seiner am weitesten nach hinten verschobenen Lage. Die Aufschlagfläche 21 begrenzt dabei die Eintauchtiefe des Riegels 7.

Zum Schließen des Hakenteils 6 aus der Stellung nach Fig. 18 muss dieser nur um einen geringen Weg absolvieren. Der Riegel 7 wird aus der vom Dachantrieb bereitgestellten Zwischenstellung nur zwischen null und acht Millimetern nach vorne abwärts verschoben werden. Auch der Vertikalfangweg zum Einfassen des Riegels 7 bis in seine Endstellung E ist sehr gering und liegt typisch bei etwa fünf bis neun Millimetern. Die geringen Verlagerungswege stellen sicher, dass der Bauraum für die Verschlüsse insgesamt sehr gering bemessen sein kann.

Um das Einfädeln des Dachendes 3 ohne separate Zentrierungszapfen oder dergleichen zu ermöglichen, sind den am vorderen Dachende 3 befindlichen Riegeln 7 und den zugehörigen Hakenteilen 6 Zentrierungshilfen 16, 17, 18 bezüglich der Dachausrichtung in Fahrzeugquerrichtung und/oder Fahrzeuglängsrichtung zugeordnet. Hier umfassen die Zentrierungshilfen seitlich neben dem Riegel 7 gelegene konische Flächen 16 umfassen, die in einen komplementären

Trichter 19 des Hakenteils 6 einlaufen und dadurch eine Querzentrierung ermöglichen.

Zudem sind neben den zu jeder Fahrzeugquerseite weisenden Flächen 16 nach vorne und nach hinten zeigende konische Flächen 17, 18 vorgesehen, die auch als vordere und hintere Abschrägungen der Flächen 16 ausgebildet sein können. Alle Flächen 16, 17, 18 finden in einem Einlauftrichter 19 des Hakenteils 6 komplementäre Führungsflächen, die beim Eintauchen eine exakte Ausrichtung des Riegels 7 auch ohne separate Zentrierungszapfen ermöglichen. Diese sind daher vollständig entbehrlich.

Auch genügt nur ein einziger Sensor 20 (in Fig. 13 eingezeichnet) an jeder Verbindung zwischen Windschutzscheibenrahmen und vorderem Dachende 3, da damit gemeinsam die korrekte Zentrierung und das Eintauchen des Riegels 7 in seine Endstellung E detektierbar sind. Dadurch können weitere Bauteile eingespart werden.

In Fig. 16 wird im unteren Bild, das die erfindungsgemäße Lösung zeigt, deutlich, dass ein erheblicher Raum R selbst unterhalb der Verschlüsse gewonnen wird, der beispielsweise als Kopfanprallfläche bei einem Unfall genutzt werden kann. Zudem wird durch die schmale Ausbildung ohne Koppelgestänge auch erheblicher Raum quer zwischen den Verschlüssen gewonnen.