DE19941087C2 - Gelenkverbindung in Dachsystemen von Fahrzeugen mit verstellbarem Dach - Google Patents

Abstract

Eine Gelenkverbindung in Fahrzeugkarosserien ist mit einem ersten Lagerabschnitt und einem zweiten Lagerabschnitt versehen, welche über einen Lagerbolzen zusammengehalten sind. DOLLAR A Um stark beanspruchte Gelenkverbindungen im Bereich von Fahrzeugkarosserien mit einfachen Mitteln fertigungsfreundlich und betriebssicher auszubilden, ist zur Herabsetzung der Reibung zumindest eines der Gelenkteile der Gelenkverbindung mit einer reibungsarmen Oberflächenbeschichtung versehen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gelenkverbindung in Dach­ systemen von Fahrzeugen mit verstellbarem Dach nach dem Ober­ begriff des Anspruches 1.

Bei beweglichen Dachsystemen für Fahrzeuge, beispielsweise Faltverdecke für Cabriolet-Fahrzeuge, werden gemäß der Druck­ schrift DE 295 16 619 U1 Gelenkverbindungen zwischen Gelenkar­ men des Gestänges des Dachsystems eingesetzt, die aus einem an einem Gelenkarm gehaltenen Lagerbolzen bestehen, der in einer Lageraufnahme des anderen Gelenkarms geführt ist. Die Qualität der Gelenkverbindungen muss hohen Anforderungen genügen, weil die Gestänge einer hohen mechanischen Belastung sowie Witte­ rungseinflüssen ausgesetzt sind und die gleiche Lebensdauer wie das Fahrzeug aufweisen müssen. Zur Minderung der Gelenkreibung sind die Gelenkverbindungen in der Regel in der Weise aufge­ baut, dass der Lagerbolzen von einer Gleitlagerbuchse umschlos­ sen ist, die aus einem sehr reibungsarmen Material, häufig mit einer PTFE-Beschichtung, besteht. Die Gleitlagerbuchse sorgt so für eine reibungsarme Bewegung des Lagerbolzens in der La­ geraufnahme.

Die Gleitlagerbuchse erhöht das Gewicht sowie die Kosten der Gelenkverbindung. Darüberhinaus steigt der Fertigungsaufwand für die Gelenkverbindung mit der Anzahl der Gelenkbauteile ü­ berproportional stark an. Mit wachsender Zahl der Gelenkbautei­ le wächst auch das Risiko, dass während der Fertigung oder im laufenden Betrieb eines der Bauteile aufgrund der hohen mecha­ nischen Beanspruchung außer Funktion gesetzt wird; insbesondere die in der Regel aus Kunststoff gefertigten Gleitlagerbuchsen müssen in der Lage sein, verhältnismäßig hohe Lagerkräfte in­ nerhalb zulässiger Verschleißgrenzen zu übertragen, was eine hohe Sorgfalt im Hinblick auf Materialauswahl und Fertigung er­ forderlich macht.

Aus den Druckschriften DE 42 16 557 A1 und DE 42 16 559 C2 ist es bekannt, in einem Schwenklager einen Kugelkörper vorzusehen, der gegenüber dem Gehäuse des Schwenklagers durch einen Füh­ rungsring abgestützt ist, wobei an den einander zugewandten O­ berflächenbereichen von Kugelkörper und Führungsring eine rei­ bungsvermindernde Oberflächenbeschichtung vorgesehen ist.

Genauere Angaben über die reibungsvermindernden Oberflächenbe­ schichtungen im Hinblick auf Materialauswahl und Dicke der Be­ schichtung, insbesondere für auf den Einsatz in verstellbaren Fahrzeugdächern, sind diesen Druckschriften nicht zu entnehmen.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, stark beanspruchte Gelenkverbindungen im Bereich von Fahrzeugkarosserien mit ein­ fachen Mitteln fertigungsfreundlich und betriebssicher auszu­ bilden.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des An­ spruches 1 gelöst.

Aufgrund der reibungsarmen Oberflächenbeschichtung, die zumin­ dest im Bereich der miteinander in Kontakt stehenden Abschnitte auf die Oberfläche wenigstens eines der zusammenwirkenden Ge­ lenkteile aufgebracht ist, ist die Gelenkreibung auch ohne Ver­ wendung einer Gleitlagerbuchse stark herabgesetzt. Auf eine Gleitlagerbuchse im Gelenk kann verzichtet werden, wodurch sich die Anzahl der Bauteile im Gelenk und damit der Fertigungs- und Montageaufwand sowie das Risiko eines Bauteilausfalls verrin­ gert.

Es reicht aus, nur eines der zusammenwirkenden Gelenkbauteile mit der Beschichtung zu versehen; das andere Bauteil kann gege­ benenfalls auch ohne reibungsarme Beschichtung ausgestattet sein. Desweiteren genügt es, die Beschichtung nur im Bereich der miteinander in Kontakt tretenden Gelenkabschnitte aufzu­ bringen; es ist nicht unbedingt erforderlich, das gesamte Bau­ teil, welches Träger eines beschichteten Gelenkabschnitt ist, mit einer Beschichtung zu versehen. Auf diese Weise können in­ nerhalb eines Karosseriebauteils, welches mit einem Gelenkab­ schnitt ausgestattet ist, verschiedenen Bauteilabschnitten un­ terschiedliche Oberflächeneigenschaften zugeordnet werden.

Die erfindungsgemäße Oberflächenbeschichtung eignet sich in be­ sonderer Weise zur Verwendung in Dachsystemen von Fahrzeugen mit verstellbarem Dach, das mittels einem Verdeckgestänge zwi­ schen Schließstellung und Öffnungsstellung verstellt werden kann, wobei das Verdeckgestänge eine Mehrzahl von zusammen­ klappbaren und auseinanderfaltbaren beweglichen Bügeln umfasst, die über Gelenkverbindungen miteinander bzw. zur Fahrzeugkaros­ serie gekoppelt sind. Die beweglichen Bügel werden vorteilhaft zumindest im Bereich ihrer Gelenkabschnitte mit der reibungsar­ men Beschichtung versehen, wodurch die bislang übliche Gleitla­ gerbuchse eingespart werden kann. Trotz der relativ hohen me­ chanischen Belastung bei der Überführung zwischen Öffnungs- und Schließstellung wird die Gelenkreibung durch die Beschichtung drastisch herabgesetzt, wodurch die nichtkonservativen Lager­ kräfte und die für die Verstellung erforderlichen Stellkräfte reduziert werden sowie der Verschleiß gesenkt wird.

Als Oberflächenbeschichtung wird eine Aluminiumschicht in einer Dicke von mindestens 5 µm auf eines oder auf beide zusammenwir­ kenden Gelenkteile aufgebracht. Die Oberflächenbeschichtung kann beispielsweise im Plasma-Sprüh-Verfahren oder über eine kathodische Tauchlackierung auf das Gestänge aufgebracht wer­ den.

Es kann ausreichend sein, nur eines der beiden in Kontakt ste­ henden Gelenkteile zu beschichten, wobei sowohl eine Beschich­ tung des Lagerbolzens an einem der Gelenkteile als auch eine Beschichtung der Bolzenaufnahme am gegenüberliegenden Gelenk­ teil in Frage kommt. Die Reibungsminderung an einem Bauteil reicht grundsätzlich aus, um auf zusätzliche Maßnahmen wie den Einsatz von Gleitlagerbuchsen verzichten zu können.

Durch die Beschichtung wird der Reibungskoeffizient zwischen den zusammenwirkenden Gelenkbauteilen vorteilhaft auf einen Wert kleiner als 0.3, insbesondere kleiner als 0.1 und gegebe­ nenfalls kleiner als 0.05, herabgesetzt. Durch die Reduzierung des Reibungskoeffizienten wird als weiterer Effekt - zusätzlich zum geringeren Verschleiß - das Kraftniveau der zur Verstellung erforderlichen Kräfte gemindert, so dass kleiner dimensionierte Antriebe für die Ausübung der Verstellbewegung ausreichen.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungsformen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und der Zeichnun­ gen zu entnehmen. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht von zwei Dachbügeln, die über ein Verbindungsgelenk aneinander gekoppelt sind,

Fig. 2 einen Schnitt durch das Verbindungsgelenk.

Die in Fig. 1 dargestellten Dachbügel 1, 2 sind Teil eines zwi­ schen Schließ- und Öffnungsstellung verstellbaren Dachsystems eines Kraftfahrzeugs, das beispielsweise als Faltverdeck ausge­ bildet sein kann und ein Verdeckgestänge mit aufliegendem Ver­ deckbezug umfassen kann. Zwischen den Dachbügeln 1, 2 ist ein Verbindungsgelenk 3 vorgesehen, das eine Relativdrehung zwi­ schen den beiden Dachbügeln erlaubt und das zwei Lagerabschnit­ te 4, 5 umfasst, die jeweils einem der Dachbügel 1, 2 zugeord­ net sind, insbesondere einteilig mit den Endabschnitten der je­ weiligen Dachbügel ausgebildet sind. In jeden Lagerabschnitt 4, 5 ist jeweils eine Bohrung eingebracht, in der ein die beiden Lagerabschnitte 4, 5 verbindender Lagerbolzen 6 aufgenommen ist. Die beiden Bohrungen, die einen sich unterscheidenden Durchmesser aufweisen (siehe Fig. 2), haben die Funktion von Bolzenaufnahmen.

Zur Herabsetzung der Reibung weist zumindest eines der an der Relativbewegung beteiligten Bauteile der Gelenkverbindung bzw. des Verbindungsgelenks 3 eine reibungsmindernde Oberflächenbe­ schichtung auf. Die Oberflächenbeschichtung kann entweder nur auf eines oder aber auf mehrere oder auf alle an der Relativbe­ wegung beteiligte Bauteile aufgebracht sein. Die Oberflächenbe­ schichtung besteht aus einer aufgesprühten oder im Tauchverfah­ ren auflackierten oder in einem sonstigen Verfahren aufgebrach­ ten besonderes reibungsarmen Schicht, beispielsweise eine Alu­ miniumoxidschicht, die bevorzugt eine Dicke von zumindest 5 µm und einen Reibungskoeffizienten von maximal 0.3, zweckmäßig ma­ ximal 0.1 und insbesondere maximal 0.05 aufweist. Die Herabset­ zung des Reibungskoeffizienten wird vorteilhaft durch eine ho­ mogene, feinkörnige Struktur der Beschichtung erreicht.

Eine Aluminiumoxidschicht auf den Bauteilen kann beispielsweise dadurch erzeugt werden, dass zunächst eine reine Aluminium­ schicht aufgebracht wird, welche anschließend in der Weise an­ odisiert wird, dass die Aluminiumschicht in eine Aluminiumoxid- Konversionsschicht umgewandelt wird.

Darüberhinaus weist die Oberflächenbeschichtung weitere vor­ teilhafte Eigenschaften wie ausreichend hohe Korrosionsstand­ zeit, Durchschlagfestigkeit und Härte auf.

Der Lagerbolzen 6 kann mit der reibungsarmen Beschichtung ver­ sehen sein, wobei in diesem Fall auf eine entsprechende Be­ schichtung der Bolzenaufnahmen in den Lagerabschnitten 4, 5 verzichtet werden kann. In dieser Ausführung ist zwischen den Dachbügeln bzw. Lenkern 1, 2 eine Anlaufscheibe angeordnet.

In einer weiteren Ausführung sind die Bolzenaufnahmen in den Lagerabschnitten 4, 5 mit der Beschichtung überzogen; der La­ gerbolzen 6 ist vernickelt.

In jeder vorgenannten Ausführung ist sichergestellt, dass zwi­ schen zwei unmittelbar in Kontakt stehenden und eine Relativbe­ wegung ausführenden Bauteilen des Verbindungsgelenks eine rei­ bungsarme Beschichtung aufgebracht ist.

Wie insbesondere Fig. 2 zu entnehmen, kann der Lagerbolzen 6 in den Aufnahmen der Lagerabschnitte 4, 5 vernietet werden.

In einer weiteren zweckmäßigen Ausführung kann es angezeigt sein, die mit den Lagerabschnitten 4, 5 einteilig ausgeführten Dachbügel vollständig mit der reibungsarmen Schicht zu überzie­ hen, so dass auch Bereiche außerhalb der Lagerabschnitte mit der Beschichtung versehen sind.

Darüberhinaus können auch alle Bauteile des Verbindungsgelenks mit der reibungsarmen Schicht versehen sein.

Claims (9)

1. Gelenkverbindung in Dachsystemen von Fahrzeugen mit ver­ stellbarem Dach, mit einem ersten Lagerabschnitt (4) und einem zweiten Lagerabschnitt (5), welche über einen Lagerbolzen (6) zusammen gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herabsetzung der Reibung zumindest eines der Gelenk­ teile (4, 5, 6) der Gelenkverbindung (1) mit einer reibungsar­ men Oberflächenbeschichtung aus Aluminiumoxid mit einer Dicke von zumindest 5 µm versehen ist.

2. Gelenkverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung im wesentlichen auf die miteinander in Kontakt stehenden Bereiche der Gelenkteile (4, 5, 6) beschränkt ist.

3. Gelenkverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nur eines der unmittelbar in Kontakt stehenden und relativ zueinander beweglichen Gelenkteile (4, 5, 6) mit der Oberflä­ chenbeschichtung versehen ist.

4. Gelenkverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Lagerabschnitt (4, 5) eine Lagerbohrung auf­ weist, die oberflächenbeschichtet ist.

5. Gelenkverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbolzen (6) oberflächenbeschichtet ist.

6. Gelenkverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche des Lagerbolzens (6) unmittelbar in Kon­ takt mit der Oberfläche der Lagerbohrung steht.

7. Gelenkverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbeschichtung einen Reibungskoeffizienten von maximal 0.3, insbesondere maximal 0.1, aufweist.

8. Gelenkverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass beide Lagerabschnitte (4, 5) gegenüber der Karosserie be­ weglich ausgebildet sind.

9. Gelenkverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkverbindung (1) in verstellbaren Verdeckkastende­ ckeln für Dachsysteme von Fahrzeugen eingesetzt wird.