CN105522900B - 用于机动车车顶模块的可动的车顶部件的驱动系统 - Google Patents

Abstract

一种用于机动车车顶模块的可动的车顶部件的驱动系统。这样类型的驱动系统具有侧向固定在车顶部件上的至少一个支撑条；通过驱动机构在侧向沿车顶部件延伸的引导轨道中线性可动的、可滑动的至少一个控制滑槽；转动、提升和降低支撑条和由此车顶部件的至少一个伸展机构以及沿车辆纵向方向布置在可动的车顶部件后面的、固定的车顶区域，其中可动的车顶部件可以从关闭位置转动到提升位置、可降低到打开位置并且可向后滑动到车顶区域的下方，这样的驱动系统是已知的。

Description

用于机动车车顶模块的可动的车顶部件的驱动系统

技术领域

本发明涉及一种用于机动车车顶模块的可动的车顶部件的驱动系统，其具有至少一个侧向固定在车顶部件上的支撑条；至少一个通过驱动机构在侧向沿车顶部件行进的引导轨道中线性可动地、可滑动地控制滑槽；转动、提升和降低支撑条和由此车顶部件的至少一个伸展机构；以及沿车辆纵向方向布置在可动的车顶部件后面的、固定的车顶区域，其中可动的车顶部件可以从关闭位置转动到提升位置、可降低到打开位置并且可向后滑动到车顶区域的下方。本申请要求德国专利申请DE 10 2014 221 120.4的优先权，其公开内容并入本申请中。

背景技术

这种驱动系统对于客车中的滑动升降车顶模块是普遍已知的。车顶模块具有前方的可动的车顶部件和固定的、后方的车顶区域。在车顶模块的对置的纵向侧面上分别设置引导轨道，通过该引导轨道可动的车顶部件可以在关闭位置和打开位置之间移动。在打开位置中，可动的车顶部件沿车辆纵向方向向后移动到固定的车顶区域的下方。为了车顶部件的移动在每个引导轨道中设置一个控制滑架，其中两个对置的控制滑架通过同步的驱动机构沿引导轨道移动。此外，为车顶部件在其对置的侧面上分别设置伸展机构，这些伸展机构同样相互同步地操作，以便将车顶部件向上转动到通风位置处和为了转换到打开位置处将其向下降低，并且以便将车顶部件最终再次转换到其关闭位置处。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种上文提到的类型的驱动系统，该驱动系统利用简单的机构实现可动的车顶部件在其各种中间位置和最终位置之间的转换。

该任务通过如下方式实现，支撑条支承在其前方的端部区域处，以便绕转动接头可转动运动地位于补偿元件上，该补偿元件相对于伸展机构的前方的引导装置依赖于车顶部件的移动位置可移入不同的位置。根据本发明，各种功能部件在车顶部件的对置的纵向侧面区域中镜像地布置，从而所描述的功能部件，如控制滑架、支撑条、前方的引导装置和补偿元件分别成对地设置。然而，由于对置的功能部件相对于竖直的车辆中心纵向平面镜对称地设计并且可以相互同步地可动，因此为了简化下文仅介绍一个侧面上的驱动系统。相应的对置的侧面以类似的方式实施。根据本发明的解决方案以特别有利的方式适用于应用到客车中，其中优选驱动系统与可动的车顶部件和固定的车顶区域一起预先组装地设置在可作为构造单元操作的车顶模块中。在将车顶模块安装到客车的相应的车顶缺口中时，进行与相应的设置在车辆侧、尤其是车顶侧的功能区段的连接。补偿元件确保了，在不接触相应的功能区段或部件区段的情况下，可动的车顶部件在从车顶部件倾斜向上伸展的通风位置转换到打开位置的过程中利用其前和/或后端的边缘区域通过降低运动向下引导经过固定的车顶区域的相应的部件区段或功能区段或车顶模块的前侧的框架部件。这同样适用于将车顶部件从打开位置反向送回关闭位置和通风位置。在打开位置中，车顶部件向下降低到通过固定的车顶区域限定的车顶外轮廓的下方并且与后方的车顶区域一起沿竖直方向间隔开地向后移动到该车顶区域的下方。根据本发明的解决方案实现了在一单个引导平面中仅设置一个单个的引导轨道，由此驱动系统的结构总体降低，并且在客车的车辆内部空间中提高增加了的头部自由度。

在本发明的设计方案中，补偿元件被设计成补偿杆，该补偿杆绕转动轴线可转动运动地布置在引导装置上，并且该补偿杆包括相对于转动轴线向对置侧面突出的控制区段和补偿延伸部，其中补偿延伸部支撑支撑条的转动接头并且控制区段与控制滑架机械地联接。补偿杆通过支撑支撑条的转动接头的补偿延伸部的相应的转动运动实现车顶部件在不同的运动位置之间转换时的希望的相对运动，以便可以引导车顶部件经过车顶模块的相邻的功能区段。通过与控制滑架联接的补偿杆的控制区段，补偿延伸部的相应的补偿运动可以依赖于控制滑架的相应的位置并且由此依赖于车顶部件（支撑条）的相应的运动位置来完成。

在本发明的另一设计方案中，控制区段与控制滑架的机械联接部设计为滑槽引导件，该滑槽引导件将控制区段和控制滑架之间的相对的纵向可移动性和相对的竖直可动性相互结合，以便依赖于车顶部件和支撑条的移动位置促使补偿延伸部绕微小的转动角度转动。滑槽引导件促使依赖于控制滑架的运动的补偿杆和由此的补偿延伸部的强制引导，由此在支撑条的转动接头的区域中达到了希望的补偿运动。

在本发明的另一设计方案中，滑槽引导件包括至少区段地在截面中包裹控制区段的包裹型面，并且控制区段作为在竖直方向上沿其长度分布地设置有弯曲区段的形状稳定的控制条来实施。优选包裹型面完全包裹控制区段的截面，以便由此通过包裹型面实现控制区段的所有侧面的围护。由于设计成控制条的控制区段的弯曲区段，包裹型面和控制区段之间的相对运动必然还会导致控制区段的竖直移动、也就是说转动，从而由于超过转动轴线一体地连续进入补偿延伸部中，补偿延伸部也必然以希望的方式转动。

在本发明的另一设计方案中，包裹型面刚性地布置在控制滑架上。因此，控制滑架的纵向移动必然导致包裹型面的互补的纵向移动，从而以简单的方式促使将希望的运动转移到弯曲的控制条上。

在本发明的另一设计方案中，控制滑架和前方的引导装置可以在一个共同的引导轨道中可动。接着，控制滑架和引导装置到车顶部件的对置的纵向侧面上的纵向移动在一个共同的、单一的引导平面上进行，从而用于车顶部件的驱动系统仅要求低的总体高度。由此必然实现客车的车辆内部空间的头部自由度的提高。

在本发明的另一设计方案中，为前方的引导装置设置锁定装置，该锁定装置依赖于车顶部件和支撑条相对于引导轨道的运动位置阻挡引导装置或为了纵向移动释放引导装置。锁定装置将前方的引导装置保持在限定的位置中，而可动的车顶部件可在其关闭位置和其通风位置之间移动。此外，即使当车顶部件相对于车顶区域的车顶外轮廓向下移动时，锁定装置仍然将前方的引导装置保持在阻挡位置中，以便促使车顶部件向后移动到车顶区域下方的打开位置中。

在本发明的另一设计方案中，锁定装置具有锁定杆，该锁定杆在其阻挡位置形状配合地支撑在引导轨道的锁定容纳部中，并且控制滑架具有掣子（Mitnehmer）装置，该掣子装置依赖于车顶部件和支撑条的运动位置将锁定杆从锁定容纳部中抬起并且携带锁定杆。掣子装置确保了，前方的引导装置为了携带车顶部件向后释放到打开位置中。

在本发明的另一设计方案中，组件锁定杆绕补偿杆的转动轴线可转动运动地联接在前方的引导装置上。这是补偿杆的非常简单且功能可靠的布置。

在本发明的另一设计方案中，锁定杆从转动轴线出发向后延伸并且在其后方的端部区域上具有锁定凸耳，该锁定凸耳形状配合地与引导轨道的锁定容纳部共同作用。锁定凸耳与引导轨道中的固定的锁定容纳部连接导致锁定杆和由此前方的引导装置的阻挡或释放，这取决于锁定凸耳的提升位置或阻挡位置。

本发明的其他优点和特征可以从本发明的权利要求书和优选的实施方式的下文的描述中得出，该实施方式借助附图示出。

附图说明

图1至图4示出了具有可动的车顶部件的客车的车顶模块，该车顶部件可以通过根据本发明的驱动系统的实施方式转移到示出的不同的移动位置处，

图5示出了用于根据图1至4的车顶部件的驱动系统在车顶部件的关闭位置处的放大的侧视图，

图6示出了根据图5的驱动系统在去除导轨装置的情况下的俯视图，

图7示出了根据图5和6的驱动系统在根据图1的关闭位置处的放大的透视图，

图8示出了根据图5的驱动系统在根据图2的通风位置处，

图9示出了根据图8的驱动系统的俯视图，

图10示出了驱动系统在根据图8和9的通风位置处的放大的透视图，

图11示出了根据图5和8的驱动系统在根据图3的中间位置处，

图12示出了根据图11的驱动系统在根据图4的打开位置处，

图13示出了根据图11或12的驱动系统的俯视图，以及

图14示出了根据图11或12，即位于中间位置或打开位置的驱动系统的放大的透视图。

具体实施方式

根据图1至4，客车具有车辆顶部2，在该车顶中集成有车顶模块1。车顶模块1具有固定的车顶区域3和可动的车顶部件4，该车顶部件从车辆纵向方向上看布置在固定的车顶区域3之前。在可动的车顶部件4位于关闭位置处（图1），车顶部件4的表面与车辆顶部2和固定的车顶区域3的车顶外轮廓平齐地闭合。可动的车顶部件4可以利用借助图1至4中的附图标记6至8所示的、下文将更详细地描述的驱动系统在根据图1的关闭位置、根据图2的通风位置和根据图4的打开位置之间移动。在通风位置处，车顶部件4绕沿车辆横向方向延伸的转动轴线在前方的边缘区域中向上转动，从而使车顶部件4的后端的边缘区域超过后方的车顶区域3的外轮廓向上突出。为了将车顶部件4从通风位置或从关闭位置引导到根据图4的打开位置，车顶部件4通过根据图3的中间位置向下降低，以便可以在固定的车顶区域3的下面沿车辆纵向方向向后移动。

此外，车顶模块还具有伸展杆5，该伸展杆设置在可通过车顶部件4关闭的车顶开口的前方的边缘区域中并且该伸展杆在车顶部件4位于根据图4的打开位置处向上转动，以便撑开流动引导结构，该流动引导结构降低车顶部件4打开的情况下在行驶运行中的风噪声。

为了在所述不同的移动位置之间移动车顶部件4，设置了驱动系统，该驱动系统参照图5至图14更详细地描述。车顶部件4在其对置侧上固定在相应的支撑条9上，该支撑条9是驱动系统的一部分。驱动系统在可动的车顶部件4的对置侧上固定在车上地具有相应的导轨装置7，该导轨装置用作本发明构思中的引导轨道。在可动的车顶部件4的对置侧上的两个导轨装置7分别沿车辆纵向方向彼此平行地延伸。在每个导轨装置中分别线性可移动地、可滑动地引导一个控制滑架6。每个控制滑架6可以通过相应的纵向延伸的拉伸/压缩机构形状、优选柔性轴形状的驱动机构沿相应的导轨装置7移动。两个拉伸/压缩机构通过未示出的电动驱动单元同步驱动，从而使在可动的车顶部件4的对置侧上的两个控制滑架6彼此同步地在导轨装置7中移动。每个控制滑架6通过下文将更详细描述的前方的引导装置8和下文同样将更详细地描述地伸展机构作用在相应的支撑条9上，该支撑条分别固定在车顶部件4的一侧上。以这种方式可以实现车顶部件4的、希望的伸展运动、降低运动和纵向移动运动。为清楚起见，参照图5至14仅描述车顶部件4的从行驶方向看左侧的驱动侧面的驱动系统。用于车顶部件4的驱动系统的从行驶方向看右侧的驱动侧面是镜面对称地、在其它方面相同地设计的，从而关于图5至14的实施方式以相同的方式适用于所述右侧的驱动侧面。

支撑条9绕转动接头12在其前方的端部区域上可转动运动地支承在补偿杆10上，其中转动接头12限定沿车辆横向方向延伸的接头轴线。补偿杆10绕转动轴线S可转动运动地支承在前方的引导装置8上，该转动轴线平行于转动接头12的接头轴线延伸。引导装置8具有两个未详细标注的滑动足部，这些滑动足部在导轨装置7中可纵向移动地引导。在滑动足部之间限定既用于补偿杆10又用于下文将更详细地描述的锁定杆16的前方的端部的、限定转动轴线S的转动支承部，该锁定杆从前方的引导装置8出发沿导轨装置7的纵向方向向后延伸。补偿杆10具有补偿延伸部11，该补偿延伸部从限定转动轴线S的转动支承部出发在前方的引导装置8的区域中倾斜向上且向前延伸。用于支撑条9的转动接头12布置在补偿延伸部11的前方的端部区域上。像补偿延伸部11一样是补偿杆10的一体部分的控制区段13沿相反的方向向后延伸。控制区段13形成形状稳定的控制条，该控制条沿纵向方向自由向后延伸并且具有多个沿车辆竖直方向延伸的不同的弯曲区段。弯曲区段的不同的构造可以参照根据图5、8、11和12的侧视图很好地辨认。控制条13自由地向后延伸并且在控制滑架6的区域中被包裹型面20包裹。控制条13在包裹型面20中线性可动地、可滑动地引导。包裹型面20刚性地布置在控制滑架6上，该控制滑架6通过多个滑动足部22在导轨装置7中可纵向滑动地引导。此外，控制滑架6具有打击体（Angriffskörper）23，驱动单元的形成驱动机构的拉伸/压缩机构固定在该打击体上，以便沿导轨装置7向前或向后移动控制滑架6。由于控制条13具有沿车辆竖直方向延伸的弯曲区段并且控制条13在其长度上具有恒定的截面，该截面线性可动地在包裹型面20中引导，因此控制条13根据控制滑架6即时的移动位置绕转动轴线S略微转动。由此，补偿延伸部11也必然相对于转动轴线S进行相同意义上的、微小的转动运动，使得转动接头12必然相对于转动轴线S略微向上或向下转动。这导致支撑条9的前方的端部区域的希望的补偿运动，下文将更详细地讨论该支撑条。

此外，支撑条9具有在垂直的车辆纵向平面中弯曲的控制轮廓15，该控制轮廓设置在支撑条9的下边缘区域、支撑条9的长度的大部分上。控制滑槽15固定地布置在支撑条9上并且以相同的方式在支撑条9的对置的纵向侧面上延伸（具体参见图6）。控制滑槽15在两侧分别被滑槽型面14包裹，这些滑槽型面刚性地布置在控制滑架6上。在滑槽块14和控制滑槽15之间，在车辆竖直方向上存在形状配合部，而控制滑槽15可以在车辆纵向方向上沿滑槽块14滑动。在车辆竖直方向上，滑槽块14基本上无间隙地包裹控制滑槽15，从而在控制滑架6移动时，支撑条9由于强制性引导通过滑槽块14和控制滑槽15而必然绕转动接头12的接头轴线向上和向下移动。

此外，每个驱动系统的驱动侧面还具有锁定杆16，该锁定杆16从前方的引导装置8出发向后延伸并且在其后方的端部区域上具有向下突出的锁定凸耳18。导轨装置7在其底部具有与锁定凸耳18互补的锁定容纳部19，在锁定杆16位于锁定位置时锁定凸耳18形状配合地保持在该锁定容纳部中。此外，锁定杆16在其后方的区域中在与锁定凸耳18距离微小处还具有向前倾斜地向上打开地掣子轮廓17，该掣子轮廓设计为钩状容纳部。掣子销21与所述掣子轮廓17共同作用，该掣子销21在与包裹型面20对置的侧面上沿车辆横向方向从控制滑架6突出，并且该掣子销21固定在控制滑架6上。掣子销21与锁定杆16沿车辆横向方向重叠，如参照图6、7、9、10、13、14可以看出。锁定杆16在掣子销21的移动范围内具有直线的并且平坦的表面，该表面为掣子销21提供滑动面24。锁定杆16的掣子轮廓，又称掣子滑槽17，具有起动斜坡，该起动斜坡以如下方式设计，使得通过掣子销21沿掣子轮廓17的倾斜表面滑动并且由此锁定杆16绕转动轴线S略微向上转动，掣子销21在沉入掣子滑槽17中时必然向上抬起锁定凸耳18。由此，锁定杆16从其在锁定容纳部19中的锁定位置脱离并且可以和控制滑架6一起在导轨装置7中移动。

如参照图5至图14可以看到的，补偿杆10与其控制条13一起平行地侧向在支撑条9外侧延伸，而锁定杆16与其滑动面24一起平行地在支撑条9内侧延伸。由此，掣子销21也从控制滑架6向内突出到车辆中部，而包裹型面20在控制滑架6的外侧区域中包裹围绕补偿杆10的控制条13。

当车顶部件4位于如图1所示的关闭位置时，具有支撑条、补偿杆10、锁定杆16和控制滑架6的驱动系统位于参照图5至7示出的位置处。当车顶部件4位于通风位置时，根据图8至10的控制滑架6在导轨装置7中向前滑动，其中锁定凸耳18由于掣子销21在滑动面24上的支撑保持在锁定容纳部19中。

现在，如果控制滑架6从如根据图8至10的位置沿导轨装置7向后移动到固定的车顶区域3下，那么支撑条9必然被向下拉入根据图3所示的中间位置中。只要具有掣子销21的控制滑架6还没有到达锁定杆16的掣子滑槽17，那么锁定凸耳18就保持陷在导轨装置7的锁定容纳部19中。在图11中达到了与图3的视图对应的中间位置。在所述中间位置中，掣子销21沉入锁定杆16的掣子滑槽17中并且必然将锁定凸耳18从导轨装置7的锁定容纳部19中向上拉出。到这时为止，锁定杆16阻挡前方的引导装置8向后进行移动运动。通过锁定凸耳18从锁定容纳部19中脱离和锁定杆16通过掣子销21带动，现在前方的引导装置8可以和控制滑架6一起向后移动，从而车顶部件4沿着固定的车顶区域3下方沉入。只要控制滑架6达到其根据图4的后方的端部位置，那么车顶部件4就完全布置在固定的车顶区域3下方，从而车顶部件4位于其打开位置中，在该打开位置中通过车顶部件4关闭的车顶开口而完全释放。

如果车顶部件4需要根据图4的所述打开位置再次向前移动，那么控制滑架6以简单的方式再次向前移动。在此，掣子块21再次向前从掣子滑槽17中脱离，从而掣子块21再次压在锁定杆16的滑动面24上。控制滑架6在其移动运动时向前携带支撑条9。只要锁定杆16越过导轨装置7中的锁定容纳部17，通过掣子块21在滑动面24上的压力，锁定凸耳18就必然再次沉入锁定容纳部19中。由此前方的引导装置8再次在导轨装置7的内部被阻挡，使得支撑条9可以再次通过控制滑槽15和控制条13以及补偿延伸部11如此向上移动，从而车顶部件4被转移到其根据图1的关闭位置。转动接头12绕转动轴线S进行的补偿运动确保了，在不接触相应的边缘区段的情况下，车顶部件4的前方和后方的边缘区域可以移动经过相应的固定的车顶限制面，例如通过车顶部件4关闭的车顶缺口的后方的边缘或前方的车顶框架。

Claims (10)

1.一种用于机动车车顶模块的可动的车顶部件的驱动系统，其具有侧向固定在所述车顶部件（4）上的至少一个支撑条（9）；通过驱动机构在侧向沿所述车顶部件（4）延伸的引导轨道（7）中线性可动的、可滑动的至少一个控制滑架（6）；转动、提升和降低所述支撑条（9）和所述车顶部件（4）的至少一个伸展机构以及沿车辆纵向方向布置在所述可动的车顶部件（4）后面的、固定的车顶区域（3），其中所述可动的车顶部件（4）可以从关闭位置转动到通风位置、可降低到打开位置并且可向后移动到所述车顶区域（3）的下方，其特征在于，所述支撑条（9）在其前方的端部区域上绕转动接头（12）可转动运动地位于补偿元件（10）上，所述补偿元件相对于伸展机构的前方的引导装置（8）依赖于所述车顶部件（4）的移动位置可移入不同的位置处。

2.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，所述补偿元件被设计成补偿杆（10），所述补偿杆绕转动轴线（S）可转动运动地布置在所述引导装置(8)上，并且所述补偿杆包括相对于所述转动轴线（S）向对置方向突出的控制区段（13）和补偿延伸部（11），其中所述补偿延伸部（11）支撑所述支撑条（9）的所述转动接头（12）并且所述控制区段与控制滑架（6）机械地联接。

3.根据权利要求2所述的驱动系统，其特征在于，所述控制区段（13）与所述控制滑架（6）的机械联接部设计为滑槽引导件，所述滑槽引导件将控制区段（13）和控制滑架（6）之间的相对的纵向可滑动性和相对的竖直可动性相互结合，以便依赖于所述车顶部件（4）和所述支撑条（9）的移动位置促使所述补偿延伸部（11）绕微小的转动角度转动。

4.根据权利要求3所述的驱动系统，其特征在于，所述滑槽引导件包括至少区段地在截面中包裹所述控制区段（13）的包裹型面（20），并且所述控制区段（13）作为在竖直方向上沿其长度分布地设置有弯曲区段的、形状稳定的控制条来实施。

5.根据权利要求4所述的驱动系统，其特征在于，所述包裹型面（20）刚性地布置在所述控制滑架（6）上。

6.根据上述任一项权利要求所述的驱动系统，其特征在于，所述控制滑架（6）和所述前方的引导装置（8）可以在一个共同的引导轨道（7）中滑动。

7.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，为所述前方的引导装置（8）设置锁定装置（18、19），所述锁定装置依赖于所述车顶部件（4）和所述支撑条（9）相对于所述引导轨道（7）的运动位置阻挡所述引导装置（8）或为了纵向移动释放所述引导装置。

8.根据权利要求7所述的驱动系统，其特征在于，所述锁定装置具有锁定杆（16），所述锁定杆在其阻挡位置形状配合地支撑在所述引导轨道（7）的锁定容纳部（19）中，并且所述控制滑架（6）具有掣子装置（21），所述掣子装置依赖于所述车顶部件（4）和所述支撑条（9）的运动位置将所述锁定杆（16）从锁定容纳部（19）中抬起并且携带所述锁定杆（16）。

9.根据权利要求8所述的驱动系统，其特征在于，所述锁定杆（16）绕补偿杆（10）的转动轴线（S）可转动运动地联接在所述前方的引导装置（8）上。

10.根据权利要求8或9所述的驱动系统，其特征在于，所述锁定杆（16）从转动轴线（S）出发向后延伸并且在其后端的端部区域上具有锁定凸耳（18），所述锁定凸耳形状配合地与所述引导轨道（7）的锁定容纳部（19）共同作用。