Geschichtliche Entwicklung und Anforderungen an ein modernes Cabrioletverdeck

bild1

Das Automobil dient nicht mehr ausschließlich dem Transport oder der Fortbewegung, sondern wird mittlerweile mit den Begriffen Romantik, Sportlichkeit, Fahrvergnügen und Prestige verknüpft. Diese werden vor allem mit den Cabrioletfahrzeugen in Verbindung gebracht. Der Trend zu Cabriolets ist in den europäischen Märkten und in den USA ungebrochen und bei vielen Menschen lässt der Anblick eines schönen Cabriolets das Herz schneller schlagen. Insbesondere hochwertige Cabriolets wie die neue SL-Klasse von Daimler-Chrysler und Lexus von Toyota erfreuen sich mit steigender Beliebtheit. Alle renommierten Automobilhersteller stellen sich den Marktanforderungen und bieten eine Vielfalt von Cabriomodellen verschiedenster Klassen und Ausführungen an (Bild 1).

bild2 bild3

Schon zu Beginn des Automobilbaus, gegen Ende des 19. Jahrhunderts, waren die ersten Automobile offene Fahrzeuge, die sich aus dem Kutschenbau entwickelt haben (Bild 2). Seitdem hat sich in der Cabrioletverdeckentwicklung vieles getan, aber die hohen Anforderungen an die optimale Funktion und Unterbringung des Verdeckpakets sind immer noch unzureichend erfüllt worden. Es werden große Bemühungen seitens der Automobilindustrie unternommen den Anforderungen der Kunden gerecht zu werden.

Bei einer Umfrage von Cabriolet Fahrern und Händlern bezüglich eines optimalen Cabriosystems, wurden folgende Wünsche herausgefiltert:

  • vollständig versenkbare Seitenscheiben,
  • Waschstraßentauglichkeit,
  • Wintertauglichkeit,
  • niedriges Geräuschniveau,
  • voll versenkbares Verdeck,
  • gute Wärmeisolation,
  • große, heizbare Heckscheibe
  • elektrische Verdeckbetätigung,
  • Beschädigungsresistenz.

Über dieses Lastenheft der Kunden hinaus müssen die Automobilindustrien nun immer mehr auch auf die Auflagen des Staates hinsichtlich der Umwelt und Sicherheit stärker in die Konstruktionsphase einfließen lassen.


Grundsätzliches zu den Verdeckmechanismen

bild4

Viergliedriger Verdeckmechanismus: a) Getriebeskizze b) kinematisches Schema

bild5

kinematisches Schema (Audi TT Cabrio)

Seit Beginn der Automobilgeschichte entstanden unterschiedliche Verdecke mit verschiedenen Strukturen und Ausführungen ? 1-teilig, 2-teilig, 3-teilig, Faltverdeck, Hardtop - zur Abdeckung des Passagierraumes (Bild 3). Die Länge des abzudeckenden Passagierraumes und der zur Verfügung stehende Bauraum für das zusammengelegte Verdeck (Package) entscheiden maßgeblich über die Art eines Verdeckmechanismus.

Je größer die Anzahl der Dachelemente ist, umso komplexer und vielgliedriger wird der erforderliche Verdeckmechanismus.

Der Verdeckmechanismus eines Zweiteilers kann wie in Bild 4 dargestellt recht einfach aufgebaut sein. Es handelt sich hierbei um ein viergliedriges Drehgelenkgetriebe, bei dem die Schwinge 1 das Heckelement und die Koppel 2 die Dachkappe darstellt.

Eine mögliche Herangehensweise zur Strukturfindung von Verdeckmechanismen von mehr als zwei Teilen ist die Betrachtung des Gesamtgetriebes in Teilgetrieben.

Die Unterteilung wird in ein viergliedriges Grundgetriebe (Bild 2) und einem auf der Koppel (Dachkappe) des Grundgetriebes angebrachten vielgliedrigen "Nebengetriebe" (Dachspitzengetriebe) vorgenommen. Audi TT ist ein Beispiel für solch eine Zusammenstellung (Bild 5 und Bild 6).

bild6

kinematische Schema (Audi TT Cabrio)

bild7

Getriebedarstellung in Kintop


Unsere Aktivitäten

Während die kinematischen Abmessungen des viergliedrigen Grundgetriebes durch konstruktive Randbedingungen relativ einfach zu ermitteln sind, stellt die Auswahl der Struktur und der Abmessungen des Nebengetriebes eine sehr anspruchvolle und komplexe Auslegungsaufgabe dar.

Fertigungs-, montage- oder betriebsbedingte Nennmaßabweichungen der Glieder eines Mechanismus führen naturgemäß zu Abweichungen seines kinematischen und dynamischen Nennverhaltens. Die "Beherrschung" der Toleranzen ist für eine optimale Funktion und kostengünstige Montage von entscheidender Bedeutung. Es besteht im Verdeckbau also ein dringender und besonderer Bedarf, die Toleranzen und damit auch die Kosten in den "Griff" zu bekommen. Hierbei ist eine sinnvolle Toleranzuntersuchung unerlässlich. Aus diesem Grund verfolgt das Institut für Getriebetechnik und Maschinendynamik der RWTH Aachen die Entwicklung von Cabrioverdecken. Mit dem getriebetechnischem Wissen und dem geeigneten Programmen sind bisher verschiedene Verdeckmechanismen hinsichtlich deren Kinematik und Toleranzen untersucht worden. Insbesondere die Toleranzuntersuchung vielgliedriger Mechanismen stellt sich als sehr komplex dar.


Unsere Kompetenzfelder in diesem Projekt:

  • kinematische Analyse
  • kinematische Synthese (Struktur- und Maßsynthese)
  • Toleranzuntersuchung
  • Prüfstände (Wir bauen und konzipieren mit Ihnen einen Verdeckprüfstand)

 

KONTAKT


Institut für Getriebetechnik, Maschinendynamik und Robotik

RWTH Aachen

Eilfschornsteinstraße 18

52062 Aachen

 

Tel.: +49 (0)241 80 95546

Fax:  +49 (0)241 80 92263

Mail: 

Wir nutzen Cookies auf unserer Website. Einige von ihnen sind essenziell für den Betrieb der Seite, während andere uns helfen, diese Website und die Nutzererfahrung zu verbessern (Tracking Cookies). Sie können selbst entscheiden, ob Sie die Cookies zulassen möchten. Bitte beachten Sie, dass bei einer Ablehnung womöglich nicht mehr alle Funktionalitäten der Seite zur Verfügung stehen.