DE2622599A1

DE2622599A1 - Geradlinig gefuehrte schalteinrichtung, insbesondere fuer vierradantriebs-fahrzeuge

Info

Publication number: DE2622599A1
Application number: DE19762622599
Authority: DE
Inventors: Charles S Osborn
Original assignee: JSJ Corp
Current assignee: JSJ Corp
Priority date: 1975-05-21
Filing date: 1976-05-20
Publication date: 1976-12-09
Also published as: US3994184A; CA1040980A; JPS51141130A; JPS5541452B2; GB1488468A

Description

Kerne 1, 8000 München 40,

Ffeillgrathitraße 19 ΠΜ ! DUDk Elsenscher Straße 17

Posifach 11« Uipi.-ing. K. H. tsanr - PeL-An*. Betzier

P«t.-Anw. Kerrrnann-TrenUpohl DiOl-PhVS Eduard ΒθΙζΙβΓ Fernsprecher: 36 3011

Fernspreeher:51013 wi^i. rnjsi. buuaiu ucitici 353312

⁵¹⁰¹⁴ Dipi.-ing. W. Kerrmann-Trentepohl ^353!)13

Telegrammanschrift: Telegtammanschrift:

Bahrpalente Herna PATENTANWÄLTE Babelzpat München

Telex0B228853 Telex 5215360

C ' ~1 Bankkonten:

Bayerische Verelnsbank München 952 Dresdner Bank AG Herns 7-5Z0 Postscheckkonto Dortmund 558 68-467

Ref.: M 05 602 B/h. In der Antwort bitte angeben

Zuschrift bitte nach:

München

20. Mai 1976

JSJ Corporation, 1250 Beachtree Street, Grand Haven,

. Michigan, USA

Geradlinig geführte Schalteinrichtung, insbesondere für

Vierradantriebs-Fahrzeuge

Bei Vierradantriebs-Fahrzeugen mit vollem Vierradantrieb, beispielsweise bei Sport-, Spiel- und Freizeitfahrzeugen u. dgl., sind ein Wechsel- und ein Verteilergetriebe vorgesehen, um die Verbindung zwischen dem Ausgang des Antriebsmotors zu den Vorderbzw» Hinterrädern des Fahrzeuges herzustellen. Solche Fahrzeuge werden sowohl als Straßenfahrzeuge als auch als GeSndefahrzeuge verwendet. Bei der Verwendung als Straßenfahrzeug muß ein Differentialantrieb vorhanden sein, so daß ein Schlupf zwischen den Vorder- und Hinterrädern auftreten kann, um einen übermäßigen Verschleiß der Reifen und andere Probleme zu verhindern. Beim Fahren im Gelände ist es wünschenswert, das Differential zu versperren, so daß der Antrieb auf beide Achsen gelangt. Das Verteilergetriebe enthält ein Paar von Schaltelementen, die in verschiedene Stellungen verschiebbar sind. Ein erstes Element ist in der einen Richtung für Antrieb im direkten Gang und in der anderen Richtung für Antrieb im untersetzten Gang verschiebbar.

6098B0/0262 - 2 -

Das andere Element wird verschoben, um das Differential zu versperren. Diese Elemente werden einem von Hand zu betätigenden Verschiebe- oder Schaltknüppel betätigt. Idealerweise ist dieser Schaltknüppel für die Bewegung der Elemente auf dem Verteilergetriebe geradlinig bewegbar. Da die Bewegung der Schaltelemente getrennt erfolgt und in einem Bereich in der anderen Richtung gegenüber der Bewegung des das Differential versperrenden Elementes verläuft, ist eine von Hand zu betätigende Anordnung außerordentlich kompliziert sowohl im Hinblick auf den diese Anordnung Betätigenden als auch wegen der bei der Konstruktion solcher Schalteinrichtungen erforderlichen Kosten. Bisher waren solche Schalteinrichtungen daher zwangsläufig in ihrer Konstruktion kompliziert und erforderten eine große Anzahl von Bauteilen.

Man kennt bereits verschiedene Schalteinrichtungen dieser Art. Eine solche Einrichtung ist beispiflsweise in der US-PS 3 902 beschrieben. Systeme dieser Art sind jedoch vergleichsweise kompliziert und insbesondere in der Herstellung sehr kostenaufwendig. . .

Die Erfindung bezieht sich auf eine geradlinig geführte Schalteinrichtung zum Verschieben des Verteilergetriebemechanismus in einem Vierradvollantriebs-Fahrzeug.Durch Betätigung eines einzelnen Verschiebeknüppels kann man wahlweise ein Paar von Betätigungswellen oder Hebeln auf einem Verteilergetriebemechanismus durch Bewegung des Verschiebeknüppels über eine gerade Strecke betätigen. Die Verschiebeanordnung enthält ein Paar von Hebelarmen, von denen der eine zwischen "direkter Gang (high) ⁿ, "neutral" und "untersetzter Gang (low)" verschiebbar ist, während der andere Hebelarm zwischen den Stellungen "versperrtes Differential" und "unversperrtes oder wirksames Differential" verschiebbar ist. Wenn der erste Hebelarm entweder in die "high"-Stellung oder in die andere Richtung in die "low"-Stellung verschoben wird, dann kann die Differentialsperrstellung durch Verschieben des zweiten Hebelarmes eingerastet werden. Die Laufrichtung des zweiten Hebels in die Differential-'Sperrstellung bleibt die gleiche, während der erste Hebel umgekehrt werden muß, um ihn von der Getriebe stellung "high" in die Getriebestellung "low" zu verschieben. Gemäß der vorliegenden

609850/0262 ,

— ν —

Erfindung drehen besondere Mitnehmerschiitze und Mitnehmer auf der durch einen Verschiebeknüppel betätigten Schaltanordnung und auf den Verschiebehebeln die Hebelarme um eine Achse zur Bewegung der Hebel und der Verteilergetriebeelemente in die verschiedenen Stellungen unter geradliniger Führung des Verschiebeknüppels .

Die vielseitigen Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich für den Fachmann ohne Schwierigkeiten aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen. Diese zeigen in

Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht

einer ersten Ausführungsform einer vereinfachten geradlinig geführten Schalteinrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine teilweise aufgebrochene Draufsicht zur Wiedergabe der Schalteinrichtung in der neutralen Stellung;

Fig. 3 · einen Schnitt im allgemeinen längs der Ebene

IH-III der Fig. 2;

Fig. 4 eine vereinfachte Draufsicht zur Wiedergabe der

Schalthebel im Gangbereich "low" und bei versperrtem Differential;

Fig. 5 eine der Fig. 4 ähnliche Ansicht zur Wiedergabe

der Hebelarme im Schaltbereich "low" bei entsperrtem oder wirksamem Difffferential;

Fig. 6 eine den Fig. 4 und 5 entsprechende Ansicht zur

Wiedergabe der Hebelarme im Schaltbereich "high" bei wirksamen Differential;

- 4 609850/02 6 2

Fig. 7 eine den Fig. 4 bis 6 ähnliche Darstellung zur

Yiiedergabe der Hebelarme im Schaltbereich "high" bei versperrtem Differential;

Fig. 8 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht,

ähnlich der Ansicht nach Fig. 1, jedoch zur Wiedergabe einer abgeänderten Ausführungsform der Schalteinrichtung;

Fig. 9 eine Ansicht der abgeänderten Ausführungsform,

ähnlich der Ansicht nach Fig. 3;

Fig. 10 einen Schnitt längs der Ebene X-X der Fig. 9;

und in

Fig. 11 einen Querschnitt längs der Ebene KI-XI der Fig. 9,

wobei einige Teile zur besseren Yeranschaulichung weggelassen sind.·

In den Zeichnungen und insbesondere in den Fig. 1, 2 und 3 ist eine vereinfachte Schalteinrichtung gemäß der Erfindung allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet und enthält ein Gehäuse 12, eine Schaltarmanordnung mit einem schwenkbar montierten Schaltarm 30, eine Mitnehmerschlitzplatte 20 und ein Paar von schwenkbar montierten Verschiebehebelaraen 50 und 70. Der Hebelarm 50 ist ein Gangschaltarm, der durch drei Stellungen um einen Drehstift 32 verschwenkbar ist, um das Verteilergetriebe aus einer Neutralstellung in eine erste Richtung in eine Gangstellung "high" und in die andere Richtung aus der Neutralstellung in eine Gangstellung "low" zu verschieben. Der Differentialverschiebehebelarm 70 ist um den Drehstift 32 verschwenkbar, um den ■Verteilergetriebemechanismus zwischen der Differentialsperr- und Entsperrstellung entweder in dem vom Hebelarm 50 vorgewählten "high"- oder Direktgang oder den "low"- oder untersetzten Gang, wie er durch den Hebelarm 50 vorgewählt ist, zu bewegen. Die Schaltarmanordnung enthält ferner eine Welle 40,auf der die

609850/0262 ~ ⁵ "

-B-

Platte 20 montiert ist. Die Platte 20 enthält ein Paar langgestreckter Mitnehmerschlitze 23 und 24, die mit Mitnehmern 57 und 77, beispielsweise in Form von Stiften, in Eingriff kommen, die auf dem Ganghebelarm 50 bzw. auf dem Differentialhebelarm 70 angeordnet sind. Die Bewegung des Schaltarmes 13 bewirkt, wie später noch näher erläutert werden soll, eine Bewegung der Platte 20, woraus eine entsprechende Bewegung des Hebelarms 50 und/oder 70 resultiert und damit das Verteilergetriebe in eine der verschiedenen ausgewählten Betriebsstellungen verschoben wird. Vorzugsweise sitzt die Achse der Welle 40 innerhalb eines Winkels θ (Fig. 2), der durch die durch die Weile und die Mitnehmerschlitze 23 und 24 auf der Platte 20 gezogenen Linien begrenzt ist.

Das Gehäuse ist eine im allgemeinen zweistückige Konstruktion mit einer Befestigungsseite 11, die einen nach außen vorstehenden Flansch 16 (Fig* 3) aufweist, der zur Befestigung am Rahmen oder am Verteilergetriebegehäuse des Fahrzeuges in der Nachbarschaft seines Getriebekastens sitzt. Ein Deckel 18 bildet die andere Wand des Gehäuses 12 und ist an ihr mit Hilfe von Schrauben 34, Nieten o. dgl. befestigt. Die Schrauben 34 verlaufen durch die Befestigungsseite 11 und den Deckel 18 und enthalten Abstandsbüchsen 36, um die beiden Teile des Gehäuses im Abstand zu halten. Die Büchsen weisen im Durchmesser reduzierte Endteile 36a auf, um das Ausfluchten der Befestigungsseite 11 und des Deckels 18 zu unterstützen. Der Deckel 18 enthält zusätzlich einen Wandteil 14, der über den Oberteil und die Seiten des Deckels ausgebildet ist, um das Innere des Gehäuses gegen die Umgebung im allgemeinen abzudichten. Die Schrauben 34 an den untersten Kanten des Gehäuses dienen zum Zusammenhalten der beiden Gehäuseteile, während eine ähnliche Schraube 34' in der Mitte des oberen Teiles angeordnet ist und ebenfalls eine Büchse trägt, die mit 36' bezeichnet ist und reduzierte Endteile 36a¹ aufweist, die eine Welle bilden, auf welcher die Hebelarme 50 und 70 drehbar gelagert sind. Die reduzierten Endteile 36a¹ sitzen in Öffnungen 17 und 19 im Gehäuse 12. Die Schraube 34' und die Büchse 36' bilden zusammen einen Drehstift 32 (Fig. 2 bis 7), um die die Hebel-

609850/0262 . -6-

arme 50 und 70 schwenken.

Der Ganghebelarm 50 ermöglicht das Einrücken aus der Stellung "neutral" zwischen den Stellungen "high" und "low". Der Arm 50 ist ein im allgemeinen langgestrecktes Glied, durch dessen oberes Ende 51 eine Öffnung 52 zur Befestigung auf der Büchse 36' und damit zur Schwenkbewegung um den Stift 32 gebohrt ist. Das unterste Ende des Armes 50 ist allgemein mit dem Bezugszeichen 53 bezeichnet und enthält eine schlüssellochartige Öffnung 55 zur Verbindung mit einem Lenkerarm, der selbst wiederum mit einem Verteilergetriebemechanismus in an sich bekannter Weise verbunden ist. Ein langgestreckter bogenförmiger Schlitz 54 ist im allgemeinen mittig über die Breite des Hebelarms 50 angeordnet, um Spiel für die Welle 40 zu geben und das Verschieben des Hebels in einem Bogen um seinen Drehstift 32 während der Betätigung zu ermöglichen. Das untere Ende 53 erstreckt sich als ein Schenkel vom Hauptteil des Armes und enthält einen ausgesparten Teil 58, um Raum zu geben für die Büchse 36, die am unteren linken Ende der Gehäuseanordnung sitzt, wenn der Hebelarm 50 in die Getriebestellung "low" gedreht wird. Ein Stift 57, der einen Mitnehmer bildet, ist im Hebel an einer Stelle angebracht, die gegen die ·Schwenköffnung 52 versetzt und nach unten verschoben ist. Wie später noch naher erläutert werden soll, kann sich der Mitnehmer 57 in einen Mitnehmerschlitz 24 in der Mitnehmerschlitzplatte 20 erstrecken.

Der Differentialhebelarm 70 liefert die Sperr- und Entsperrfunktion des Verteilergetriebedifferentialmechanismus. Der Arm ist ebenfalls ein im allgemeinen langgestrecktes Glied, in dessen oberem Endteil 71 eine Öffnung 72 vorgesehen ist, in der über die Büchse 36' der Drehstift 32 montiert wird. Das andere oder untere Ende 73 weist eine übliche schlüssellochartige Öffnung 75 zum Anschluß an das Verteilergetriebe über geeignete Lenkerarme auf. Ein langgestreckter bogenförmiger Schlitz 74 ist mittig im Arm angeordnet und gibt Spiel um die Welle 40 während der Schwenkbewegung des Hebels über einen Bogen um den Drehstift 32 während der Verschiebung zwischen der Differentialversperrungs- und Entsperr-ungsstellung. Eine Kerbe 78 im Hebel an einer Seite liefert

609B50/0262 ₇

Raum für die Büchse 36 an der unteren rechten Ecke des Gehäuses 12, wenn der Hebel in die Differentialversperrstellung verschoben wird. Ein Mitnehmerstift 77 entsprechend dem Mitnehmerstift 57 auf dem Hebel 50 wird vom Mitnehmerschlitz 23 in der Mitnehmerschlitzplatte 20 und zur Bewegung in diesem Schlitz aufgenommen.

Die Welle 40 sitzt mittig im Gehäuse und enthält einen langgestreckten Wellenteil 41 an einem Ende und einen Gewindeteil 42 am anderen Ende. Der Gewindeteil 42 ist mit flachen Bereichen 43 ■ zum Eingriff mit einer entsprechenden Öffnung 30· am innersten Ende des Schaltarmes 30 versehen. Der Schaltarm 30 ist auf der Welle 41 durch eine flache Beilagscheibe, eine Sperrscheibe 45 und eine Mutter 44 befestigt. Am oberen Ende des Armes 30 sind Einrichtungen zum üblichen Anschluß an einen nicht gezeichneten Schaltknüppel vorgesehen. Der andere Endteil 41 der Welle 40 ist gegenüber einer seitlichen Verschiebung bezüglich des Gehäuses durch einen Schnappring 47 gehalten. Die Befestigungsseite 11 des Gehäuses 12 ist mit einem Ringflansch 13 (Fig. 3) versehen, der sich nach außen erstreckt, während der Deckel 18 in ähnlicher Weise mit einem sich nach außen erstreckenden Ringflansch 15 ausgerüstet ist. Die Büchsen 49 sitzen in den Wandungen des Gehäuses bei den Flanschen 13 und 15 und dienen als Lager für die Schwenkwelle 40. In der Mitte der Länge der Schwenkwelle 41 ist eine Schlüsselteil 48 vorgesehen und dient zum Eingriff mit einem entsprechend ausgebildeten Teil 22 der Platte 20, um diese daran zu montieren.

Eine sich von der Oberseite des Deckels 18 in Richtung der Befestigungsseite 11 erstreckende Wand 60 ist mit einem langgestreckten Schlitz 62 versehen. Im zusammengebauten Zustand nimmt der Schlitz 62 den Schaltarm 30 auf und verhindert eine Seitenbewegung desselben, während eine geradlinige Bewegung erlaubt ist, wenn der Schaltarm sich um die Achse der Welle 40 verschwenkt. Eine Auskleidung 63 (Fig. 2) aus Kunststoff (Nylon) oder einem ähnlichen selbstschmierenden Material ist im Schlitz 62 montiert und bildet eine glatte Oberfläche für die Bewegung des Schaltarmes 30.

609850/0262 - ⁸ -

Die Platte 20 bildet eine Betätigungsvorrichtung zur Bewegung des Hebelarmes 50 und des Differentialhebelarmes 70 zwischen den ausgewählten Stellungen. Sie ist auf dem Schlüsselteil 48 zwischen den Hebelarmen 50 und 70 für eine Schwenkbewegung um die Achse der Welle 40 angeordnet. Die Betätigungseinrichtung oder Mitnehmerschlitzplatte 20 ist den Hebelarmen 50 und 70 zugeordnet und für eine Schwenkbewegung um die Achse der Welle parallel zur Achse der Welle 32 montiert. In jeder der Hebelarme 50 und 70 und in der Platte sind zusammenwirkende Mitnehmerflächen ausgebildet. Wie später noch näher beschrieben werden soll, weisen die ersten zusammenwirkenden Mitnehmerflächen in dem Hebelarm 50 und in der Platte 20 Eingriffsteile auf, die während der Anfangsbewegung der Platte 20 auf jede Seite aus der Neutralstellung eine Bewegung des Hebelarms 50 zur Verschiebung des Verteilergetriebes zwischen der Stellung "high" und "low" führen. Die ersten Mitnehmerflächen besitzen Rastteile, die während einer anschließenden Bewegung der Platte 20 auf eine Seite aus der Neutralstellung keine Bewegung des Hebelarmes hervorrufen und einen Eingriff eines zweiten Paares von Mitnehmerflächen zur Betätigung des Hebelarmes 70 ermöglichen. Das zweite Paar von Mitnehmerflächen ist in der Platte 20 und auf dem Hebelarm 70 ausgebildet. Die zweiten Mitnehmerflächen verweisen Rastteile auf, die während der Anfangsbewegung der Platte 20 auf irgendeine Seite aus der Neutralstellung zur Verschiebung des Hebelarmes 50 keine Bewegung des Hebelarmes 70 hervorrufen. Das zweite Paar von Mitnehmerflächen besitzt Eingriffsteile, die während anschließender Bewegung der Platte 20 über die Anfangsbewegung (in die Stellung "high" oder "low") die Bewegung des Hebelarmes 70 beeinflussen und dadurch das Differential des Getriebes versperren. Wie man am deutlichsten aus Fig. 1 erkennt, ist ein Paar langgestreckter Mitnehmerschlitze 23 und 24 im Hauptteil 21 der Platte 20 zum Eingriff mit dem Mitnehmerstift 57 auf dem Hebelarm 50 und dem Mitnehmerstift 77 auf dem Arm 70 ausgebildet. Der Mitnehmerschlitz 24 enthält einen langgestreckten Zwischeneingriffsteil 28 und ein Paar entgegengesetzt gerichteter Rastteile 29 und 31. Der Rastteil 31 erstreckt sich nach innen und oben bezüglich des Zwischeneingriffsteiles 28, während sich der Rastteil 29 nach außen und unten vom Zwischeneingriffsteil

609850/0262 - 9 -

erstreckt. Der Mitnehmerschlitz 24 nimmt den Mitnehmerstift 57 auf dem Ganghebelarm 50 auf.

Der Mitnehmerschlitz 23 ist winkelig mit der Platte 20 bezüglich ihrer Drehachse montiert und enthält einen mittig angeordneten Zwischenverweilteil 25 und entgegengesetzt gerichtete Ein_ griffsteile 26 und 27. Der Eingriffsteil 26 sitzt bezüglich des mittleren Rastteiles 25 nach oben, während der Eingriffsteil 27 im allgemeinen nach unten und außen bezüglich des mittleren Rastteiles 25 angeordnet ist. Der Mitnehmerschlitz 23 nimmt den Mitnehmerstift 77 auf dem Differentialhebelarm 70 auf,

Ausgefluchtete Öffnungen 66, 56, 33 und 76 im Gehäuse 12, Gangschal thebelarm 50, Betätigungsplatte 20 und Differentialhebelarm 70 nehmen einen nicht gezeichneten Ausfluchtstift zur Einstellung der Hebelarme 50 und 70 und der Betätigungsplatte 20 in einer Neutralstellung für vorübergehende Einstellung des nicht gezeichneten, an das Verteilergetriebe angeschlossenen Verschiebegestänges auf, wenn die Schalteinrichtung in ein Fahrzeug eingebaut wird.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 7 soll die Wirkungsweise der Schalteinrichtung nach der Erfindung im einzelnen unter Berücksichtigung vereinfachter Darstellungen näher erläutert werden. Grundsätzlich ist die Schalteinrichtung so eingestellt, daß sie sich in eine von zwei Stellungen auf jeder Seite der in Fig. 2 wiedergegebenen Neutralstellung bewegen läßt. Während der Anfangsbewegung des Hebelarms 30 aus der Neutralstellung, wenn der Hebelarm 30 nach vorwärts, d. h. gegen den Uhrzeigersinn oder nach links bewegt wird, ist die erste von dem Ganghebelarm 50 eingenommene Stellung aus der Neutralstellung heraus die Getriebestellung "high", wie sie in Fig. 6 dargestellt ist. Der Hebelarm 50 wird in diese Anfangsstellung durch die kombinierte Wirkung der Platte 20 und ihres MitnehmerSchlitzes 24 bewegt, der auf den Mitnehmerstift 57 im Hebelarm 50 wirkt. Dies erfolgt durch den oberen Teil der Wandfläche 28», die den Eingriffsteil 28 des Mitnehmerschlitzes 24 bildet, der .auf dem obersten Teil

609850/0262

des Mitnehmerstiftes 57 wirkt. Wird der Schaltarm 30 nach links gedruckt, dann ergibt sich eine entsprechende Abwärtsbewegung des Mitnehmer Schlitzes 24 und des Mitnehmerstiftes 57, wodurch der Hebelarm 50 zu einer Schwenkbewegung um den oberen Schwenkstift 32 und zur Verschiebung seines untersten Ende 53 nach rechts und in die Getriebestellung "high" gezwungen wird.

Nach Fig. 7 dient die anschließende Bewegung des Schaltarmes 30 zur Versperrung des Differentials, wenn sich das Verteilergetriebe in der Stellung "high" oder im direkten Gang befindet. Die anschließende Bewegung des Schaltarmes 30 aus der Anfangsstellung in die extreme linke Stellung führt dazu, daß der Mitnehmerschlitz 23 in der Platte 20 auf den Mitnehmerstift 77 auf dem Arm 70 wirkt. Wenn die Mitnehmerplatte 20 sich bei der Bewegung des Schaltarmes 30 dreht, wird der Mitnehmerstift 77 frei durch den dazwischenliegenden Rastbereich 25 der Mitnehmerfläche 23 bewegt» Während der Bewegung des Hebelarmes 50 wird die Platte 20 unter Bewegung des Schaltarmes 30 über die „Stellung "high" bewegt und die Mitnehmerfläche 27 erfaßt den Mitnehmerstift 77, wobei der Hebelarm 70 bewegt wird und nach rechts schwenkt, wodurch das Verteilergetriebe in die Differentialversperrungsstellung gelangt. Während der Bewegung der Platte und des Differentialhebelarmes 70 durch den Mitnehmerstift 77 hat sich, wie erkennbar, der dem Hebelarm 50 zugeordnete Mitnehmerstift 57 von der Platte 20 praktisch dadurch gelöst, daß er in den Rastbereich 31 des MitnehmerSchlitzes 24 gelangt. Es erfolgt wegen des Vorhandenseins des Rastbereiches 31 keine zusätzliche Bewegung des Hebels 50.

Eine anfängliche Bewegung des Schaltarmes 30 und der Platte 20 in der anderen Richtung (nach rechts oder im Uhrzeigersinn nach den Figuren) dient zum Verschieben der Vorrichtung in die Stellung "low" und "low"-Differentialversperrung. Nach Fig. 5 wird der Mitnehmerstift 57 wiederum durch den Zwischeneingriffsteil 28 des Mitnehmerschlitzes 24 betätigt. Zu diesem Zeitpunkt wirkt die unterste Wandungsfläche 28·' (Fig. 1 des Zwischenteiles 28 auf einen unteren Teil des Mitnehmerstiftes 57, um den Gang-

609850/0262 - n -

hebelarm 50 zu einer Verschwenkung seines untersten Teiles 53 nach links zu veranlassen. Gleichzeitig bewegt sich der Rastteil 25 der Mitnehmerfläche 23 frei um den Mitnehmerstift 77 auf dem Differentialhebelarm 70. Der Differentialhebelarm 70 bleibt somit zu diesem Zeitpunkt in der neutralen oder Differential-arbeitsstellung, wie aus den Fig. 2 und 6 ersichtlich.

Nach Fig. 4 verschiebt eine anschließende kontinuierliche Bewegung des Schaltarmes 30 im Uhrzeigersinn oder nach rechts das Verteilergetriebe in den Gebtriebebereich "low" bei versperrtem Differential. Infolgedessen muß der Differentialhebelarm 70 sich erneut nach rechts und in einer Richtung entgegengesetzt zu derjenigen der Bewegung des Ganghebelarmes 50 bewegen. Diese Bewegung wird auf den Differentialhebelarm 70 durch den obersten Eingriffsteil 26 der Mitnehmerfläche 23 übertragen. Wenn sich die Platte 20 nach rechts dreht, berührt der Mitnehmerstift 77 die Wandungen des Eingriffsteiles 26, wodurch der Mitnehmerstift nach oben und auswärts gedrückt wird, wenn er den Wandungen beim Eintritt in den Eingriffsteil 26 folgt, so daß der Differentialhebelarm 70 sich um den Drehstift 32 in einem Bogen und nach rechts dreht und- dadurch die an das Verteilergetriebe angeschlossenen Lenker in die Differentialsperrstellung verschiebt, Gleichzeitig mit dieser Bewegung bewegt sich der Rastteil 29 des Mitnehmerschlitzes 24 um den Mitnehmerstift 27 im Ganghebelarm 50, wodurch der Arm 50 von der Platte 20 gelöst wird. Die Rückkehr des Schaltarmes 30 in die Neutralstellung führt dazu, daß die Mitnehmerstifte 57 und 77 in den Zwischenteil der zugeordneten Mitnehmerschlitze 24 bzw. 23 zurückkehren.

Um während der Betätigung der Schalteinrichtung dem Benutzer ein positives"Gefühl" zu verleihen, ist ein Paar von Einschnitten 64 und 65 in einer Seitenkante der Platte 20 in der Nähe einer Seitenwand des Gehäuses vorgesehen (vgl. Fig. 1). Die Einschnitte 64 und 65 weisen einen geringen Abstand voneinander auf und sind durch einen flachen oder Stegbereich 66 getrennt. Ein Stift 67 verläuft durch das Gehäuse 12 und ist für eine seitliche Bewegung auf die Platte 20 zu und von ihr weg mittels langgestreckter

609850/0262 - 12 -

Querschlitze 68 und 69 in der Wandung 11 und dem Deckel 18 des Gehäuses angeordnet.' Der Stift 67 wird in Eingriff mit der Seitenkante der Platte 20 und in die Einschnitte durch eine langgestreckte Blattfeder 80 vorgespannt. Ein Ende der Blattfeder ist an einer Seitenwand des Gehäuses mit Hilfe von Nieten 82 befestigt. Das freie Ende 24 trifft auf den Stift 67 und drückt ihn in eine Stellung gegen die Kante der Platte 20. Befindet sich die Anordnung in einer Neutralstellung, wie sie in Fig. 2 wiedergegeben ist, ruht der Stift 67 auf dem flachen Bereich zwischen den" Einschnitten 64 und 65. Wenn der Schaltarm 30 bewegt wird, um den Ganghebelarm 50 in den "low"-Bereich (Fig. 5) zu drücken, wird der Stift 67 in den Einschnitt 64 vorgespannt, wodurch zwangsläufig dem Benutzer angeziegt wird, daß sich die Einrichtung im Gangbereich "low" befindet. Bei einer Bewegung in die andere Richtung in den Gangbereich "high" (Fig. 6) wird der Stift 67 im Einschnitt 65 aufgenommen. Bei der Bewegung in die Differentialsperrstellung läuft der Stift 67 aus dem Einschnitt auf die Seitenkanten der Platte 20 in der Nachbarschaft des entsprechenden Einschnittes. Wird der Schaltarm 30 aus der "high"- oder "low"-Differentialsperrstellung in die wirksame und in die Neutralstellung bewegt, wird der Stift in dem Einschnitt aufgenommen und zeitg dadurch dem Benutzer an, daß das Verteilergetriebe sich in der wirksamen Differentialstellung befindet.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt die Bewegung des Schaltarms annähernd 30° eines Bogens. Die ersten 6° der Drehbewegung des Schaltarmes aus der Neutralstellung verschieben das Verteilergetriebe entweder in den "high"- oder "low"-Bereich und zwar abhängig von der Drehrichtung. Bei 6° treten die Mitnehmerstifte 57 und 77 in die entsprechenden Rastbereiche der Mitnehmerschlitze 24 und 23 ein. Dieser Rastbereich dauert, bis annähernd 8 1/2° Drehung erreicht sind. Annähernd in der Mitte dieses Rastbereiches schnappt der Stift 67 in den Einschnitt 64 bzw. 65, abhängig von der Drehrichtung, um den Schaltarm in der Stellung in der Mitte der Raststrecke, den Gangschalthebel 50 in seiner ausgewählten Stellung und den Differentialschalthebel in der wirksamen Differentialstellung zu halten. Eine an-

609850/0262 - 13 -

2622593

schließende Drehung des Schaltarmes 30 über mehr als 8 1/2° in irgendeiner Richtung aus der Neutralstellung läßt die Bewegung des Dofferentialhebelarmes 70 beginnen. Die Bewegung dieses Armes 70 ist beendet, wenn sich der Schaltarm nach einer der beiden Seiten aus der Neutralstellung um 15° bewegt hat. Es ist selbstverständlich, daß ein bestimmtes Ausmaß an Überlauf erlaubt ist, um Herstellungsänderungen in dem Verteilergetriebemechanismus zu kompensieren.

Im folgenden soll eine abgeänderte Ausführungsform näher erläutert werden.

Während bei der bisher beschriebenen Ausführungsform den Mitnehmerschlitzen 23 und 24 auf der Mitnehmerplatte Mitnehmerstifte 57 auf dem Ganghebelarm 50 und ein Mitnehmerstift 77 auf dem Differentialhebelarm 70 zugeordnet sind, können die Mitnehmerstifte, wie sich aus der Abbildung der abgeänderten Ausführungsform in den Fig. 8 bis 11 ergibt, auf der Platte vorgesehen und die Mitnehmerflächen auf den entsprechenden Hebelarmen angeordnet sein. Da die in den Fig. 8 bis 11 beschriebene abgeänderte Ausführungsform nach der Erfindung grundsätzlich in der gleichen Weise wie die vorhergehend beschriebene Ausführungsform arbeitet, sind nur die für das Verständnis dieser Ausführungsform wesentlichen Komponenten im einzelnen beschrieben, Aus Zweckmäßigkeitsgründen sind diejenigen Bauteile, die den vorhergehend beschriebenen Bauteilen entsprechen, durch ähnliche Bezugszeichen bezeichnet, die jedoch um die Ziffer 100 erhöht sind.

Wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform enthält die Schaltanordnung 110 ein Gehäuse 112, eine gchaltarmanordnung einschließlich eines schwenkbar montierten Schaltarmes 130, der einstückig mit der Platte 120 ausgebildet ist, und eines Paares schwenkbar montierter Verschiebehebelarme 150 und 170. Der Hebelarm 150 ist der Gangverschiebearm und ist schwenkbar über drei Stellungen um einen Drehstift 132 angeordnet, um das Verteilergetriebe aus der Neutralstellung in die Getriebestellung "high"

609850/0262 -14-

- ·ιν·

bzw. "low" zu verschieben. Der Differentialhebelarm170.ist ebenfalls auf dem Drehstift 132 schwenkbar montiert, um das Getriebe zwischen der versperrten und entsperrten Stellung entweder im "high"- oder im "low"-Gangbereich zu bewegen, wie er durch die Bewegung des Hebelarmes 150 ausgewählt worden ist.

Die Platte 120 v/eist einstückig den Schaltarm 130 auf und enthält ein Paar Mitnehmer 157 und 177» die mit entsprechenden langgestreckten Mitnehmer s chi it ζ en 124 und 123 auf dem Ganghebelarm 150 bzw. auf dem Differentialhebelarm 170 in Eingriff kommen. Eine Bewegung des Schaltarmes 130 ruft eine Bewegung der Platte hervor, so daß eine entsprechende Bewegung des Hebelarmes 150 und/ oder des Hebelarmes 170 zur Verschiebung des Verteilergetriebes in die entsprechende Arbeitsstellung erfolgt. Wie bei der vorhergehenden Ausführungsform befindet sich die Achse der ¥elle 140 innerhalb eines Winkels θ (Fig. 10), der durch Linien begrenzt ist, die durch den Drehstift 132 und die Mitnehmerflächen 123 und

124 auf den Hebelarmen 150 bzw. 170 gezogen sind.

Die Platte 120 bildet den Betätigungsmechanismus für die Bewegung des Ganghebelarmes 150 und des Differentialhebelarmes 170 zwischen den ausgewählten Stellungen. Die Platte sitzt schwenkbar beweglich auf der Welle 140. In jedem der Hebelarme 150 und 170 und in der Platte 120 sind Mitnehmerflächen ausgebildet. Die langgestreckten Mitnehmerschlitze 124 und 123 in den Hebelarmen 150 bzw. 170 kommen mit Mitnehmern 157 und 177 auf der Platte 120 in Eingriff. Der Mitnehmerschlitz 124 enthält einen mittleren langgestreckten Eingriff steil 128 und ein Paar entgegengesetzt gerichteter Rastteile 129 und 131. Der Rastteil 131 erstreckt sich nach innen und aufwärts bezüglich des zwischenliegenden Eingriffsteiles 128. Der andere Rastteil 129 erstreckt sich nach außen und unten vom dazwischenliegenden Eingriff st eil. Der Mitnehmerschlitz 124 nimmt den Mitnehmer 157 auf der Platte 120 auf. Der Mitnehmerschlitz ist winkelig auf dem Hebelarm 170 bezüglich seiner Drehachse angeordnet und enthält einen mittig gelegenen Zwischenrastteil

125 und entgegengesetzt gerichtete Eingriffsteile 126 und 127. Im Gegensatz zur vorher beschriebenen Ausführungsform sind die

609850/0262 .- 15 -

Eingriffsteile 126 und 127 im allgemeinen in die andere Richtung gerichtet, d. h. sie erstrecken sich zur Mitte des Armes 170. Der Mitnehmerteil 126 weist nach innen bezüglich des dazwischenliegenden Rastteiles 125, während der Eingriffsteil 127 im allgemeinen nach unten und innen bezüglich des dazwischenliegenden Rastteiles angeordnet ist. Der Mitnehmerschlitz 123 nimmt den Mitnehmer 177 auf, der in der Platte 120 montiert ist.

Der Mitnehmerschlitz 123 ist etwas gegenüber dem bei der vorher beschriebenen Ausführungsform beschriebenen Schlitz vergrößert, um Lager, beispielsweise eine Büchse oder Rolle 178 aufzunehmen, die auf dem Mitnehmer 177 drehbar montiert ist. Das Lager 178 reduziert die Reibung zwischen den Seitenwandungen des Mitnehmerschlitzes 123 und dem Mitnehmer 177. Erwünschtenfalls kann ein ähnliches Lager auf dem Mitnehmer 157 zum Eingriff mit den Wandungen des MitnehmerSchlitzes 124 vorgesehen sein. In der Praxis hat sich dies jedoch nicht unbedingt als notwendig erwiese», da die Bewegung des Stößels 157 bezüglich der Mitnehmerfläche 124 einen vergleichsweise glatten Übergang aufweist.

Das Gehäuse 112 ist eine zweistückige Konstruktion mit einer Befestigungsseite 111, die einen nach außen gerichteten Flansch 116 aufweist, der am Rahmen eines Getriebegehäuses eines Fahrwerks befestigt werden kann. Ein Deckel 118 bildet die andere Seitenwand des Gehäuses 112. Die beiden Teile des Gehäuses sind vorzugsweise durch Nieten 134 oder andere geeignete Befestigungsmittel aneinander befestigt, die auf den untersten Ecken des Gehäuses angeordnet sind. Die oberen Teile des Gehäuses sind ebenfalls durch den Drehstift 132 miteinander verbunden. Der Drehstift 132 weist, wie Fig. 9 zeigt, vorzugsweise eine Schulter auf und ist an seinem Platz durch geeignete Öffnungen in der Wand des Gehäuses umgewalzt, um derart einen dauernden Sitz sicherzustellen. Die Welle 140 ist in ähnlicher Weise mit einer Schulter versehen und erstreckt sich durch Öffnungen in den Wandungen desGehäuses. Eine Führungs- und Schutzverkleidung 163, vorzugsweise aus einem kunststoffartigen Schmier-

609850/0262 " ¹⁶ "

2622593

material, ist auf der Oberseite des Gehäuses dort befestigt, wo sich der Schaltarm 132 nach außen erstreckt, um den Eintritt von Verschmutzungen in das Gehäuse der Betätigungsvorrichtung zu verhindern und eine glatt Oberfläche für die Bewegung des Schaltarmes 130 zu bilden. Ein dünnes Metallstaubschutzschild mit Schlitzen 189 zur Aufnahme der Enden 153 und 173 der Hebelarme verschließt den Boden des Gehäuses 112. Das Schild 187 wird an seinen Enden in Schlitzen 191 in den Seitenwandungen des Deckels 118 aufgenommen und gehalten.

Gewellte Beilagscheiben 183 sind zwischen dem Hebelarm 150 und der Innenoberfläche des Deckels 118 und zwischen dem Hebelarm 170 und der Befestigungsseite 111 auf der Welle 14O angeordnet, um ein Fressen und außerdem ein Rütteln der Bauteile auf der Welle 140 innerhalb des Gehäuses zu verhindern. Darüber hinaus ist ein Paar dünner Kunststoff (Nylon)-Beilagscheiben auf jeder Seite der Platte 120 auf der Welle 140 vorgesehen, um einen Kontakt Metall-Metall zwischen der Platte und den Hebelarmen zu verhindern und eine glatte Betätigung der Schaltanordnung zu begünstigen.

Die Arbeitsweise der abgeänderten Ausführungsfrom ist identisch zu derjenigen der Ausführungsform, wie sie vorher im Zusammenhang mit den Fig. 4 bis 7 beschrieben worden ist. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß diese Ausführungsfora etwas vereinfacht ist im Hinblick auf die vorhergehende Ausführungsform, weil weniger Bauteile erforderlich sind und eine beträchtliche Vereinfachung in Herstellung und Zusammenbau möglich ist, wodurch sich die Gesamtherstellungskosten verringern lassen.

Aus der vorhergehenden Beschreibung und den Zeichnungen ergibt sich für den·Fachmann ohne Schwierigkeiten, daß mit der vorliegenden Erfindung eine vereinfachte Schalteinrichtung für Verteilergetriebe geschaffen wird, wobei ein erster Hebelarm zwischen einer Mehrzahl von Stellungen verschiebbar ist, während ein zweiter Hebelarm nach der Betätigung des ersten Hebelarmes verschoben werden kann, um eine von zwei möglichen Stellungen einzunehmen,

609850/0262 - 17 -

und zwar durch Verwendung einer neuartigen Betätigungseinrichtung einschließlich Mitnehmerflächen und Mitnehmer. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung schafft eine vereinfachte geradlinig geführte Schalteinrichtung und beseitigt die Notwendigkeit einer komplizierten Verschiebeeinrichtung zur Verschiebung oder Schaltung der Verteilergetriebeelemente. Die Konstruktion gemäß der Erfindung ist in ihrer Herstellung außerordentlich billig, da sich dei verwendeten Teile leicht durch Stanzen herstellen lassen. Der Fachmann erkennt außerdem, daß gegenüber den beschriebenen Ausführungsbeispielen weitere Ausführungsmöglichkeiten bestehen, die selbstverständlich in den Rahmen der Erfindung fallen.

- Patentansprüche: -

- 18 -609850/026 2

Claims

Patentansprüche

P 1A Geradlinig geführte Schalteinrichtung für das Verteilergetriebe in einem Fahrzeug mit einer Vielzahl von Gangstellungen und einem wahlweise versperrbares Differential, g e k e η η zeichnet durch
ein Gehäuse;

einen ersten und einen zweiten Verschiebehebel, die in dem Gehäuse für eine bogenförmige Bewegung um eine erste Achse montiert sind, wobei der erste Verschiebehebel wahlweise zwischen einer ersten und zweiten Stelle auf jeder Seite einer Neutralstellung zur Verschiebung des Verteilergetriebes aus der Neutralstellung in die entsprechende untersetzte oder nicht übersetzte Gangstellung verschiebbar ist; wobei

der zv/eite Verschiebehebel dabei um die erste Achse aus einer ersten in eine zweite Stellung auf jeder Seite der Neutralstellung verschiebbar ist, um das Differential des Verteilergetriebes zu versperren, wenn es sich in einer der ausgewählten Gangstellungen befindet;

Betätigungseinrichtungen zur Bewegung des ersten und zweiten Verschiebehebels zwischen diesen Stellungen, wobei die Betätigungseinrichtungen ein Glied enthält, das dem Paar von Verschiebehebeln wirkungsmäßig zugeordnet und schwenkbar um eine zweite Achse montiert ist, die mit der ersten Achse in Flucht liegt und unter ihr zugeordnet ist;

durch ein erstes Paar von zusammenwirkenden Mitnehmerflächen in jedem der Glieder und in dem ersten Verschiebehebel, wobei das erste Paar von Mitnehmerflächen Eingriffsteile aufweist, die während der Anfangsbewegung der Betätigungseinrichtung auf eine Seite bezüglich der Neutralstellung eine Bewegung des ersten Hebels bewirken und damit das Verteilergetriebe verschieben, wobei das erste Paar von Mitnehmerflächen Rastteile aufweist, die während einer nachfolgenden Bewegung der Betätigungseinrichtungen auf eine Seite der Neutralstellung die Bewegung des ersten Hebels

609850/0262 - 19 -

nicht beeinflussen;

ein zweites Paar von zusammenwirkenden Mitnehmerflächen in dem Glied und im zweiten Verschiebehebel; wobei

das zweite Paar von Mitnehmerflächen Rastteile, die während einer Anfangsbewegung der Betätigungseinrichtung auf eine Seite bezüglich der Neutralstellung die Bewegung des zweiten Hebels nicht beeinflussen, und außerdem Eingriffsteile aufweist j die während einer nachfolgenden Bewegung der Betätigungseinrichtung -über die Anfangsbewegung die Bewegung des zweiten Hebels beeinflussen; - ·

und durch Einrichtungen zum Drehen der Betätigungseinrichtung um die zweite Achse.
2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Paar von Mitnehmerflächen langgestreckte Mitnehmerschlitze in dem Glied und in den Verschiebehebeln, bildet und Mitnehmerstifte auf dem anderen Glied und auf den Hebeln angeordnet sind.
3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeich net durch Vorspanneinrichtungen, die auf das Betätigungsglied wirken, das wenigstens einen Einschnitt aufweist, wobei die Vorspanneinrichtungen die Betätigungseinrichtung an diesem Einschnitt erfassen und damit den ersten Verschiebehebel in einer der vorgewählten Gangstellungen halten.
4. Schalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmerschlitze in dem Betätigungsglied angeordnet sind und die Mitnehmer auf den Verschiebehebeln.
5. Schalteinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer aus einem Paar von Stiften bestehen, die auf den Verschiebehebeln angeordnet sind, und daß sich diese Stifte in die Mitnehmerschlitze zum Zusammenwirken mit denselben erstrecken.

- 20 609850/0262
6. Schalteinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Achse und die zweite Achse sich jeweils quer zum Gehäuse erstrecken und ein langgestreckter bogenförmiger Schlitz in jedem Paar von Verschiebehebeln angeordnet ist. durch den die zweite Achse hindurchgeht.
7. Schalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens einer der Mitnehmerschlitze in dem Betätigungsglied und wenigstens einer der Mitnehmerstifte auf einem der ersten oder zweiten Verschiebehebel angeordnet sind,
8. Schalteinrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch Vorspanneinrichtungen, die auf die Betätigungseinrichtung wirken, welche wenigstens einen Einschnitt aufweist, wobei die Vorspanneinrichtungen die Betätigungseinrichtungen an diesem Einschnitt erfassen und damit den ersten Verschiebehebel in einer der gewählten Gangbereichstellungen halten.
9. Schalteinrichtung . nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η ze ichnet , daß die Mitnehmerschlitze in den Verschiebehebeln angeordnet sind₃ während die Mitnehmerstifte auf dem Glied sitzen.
10. Schalteinrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Mitnehmereinrichtungen aus einem Paar von im Abstand angeordneten Stiften auf dem Glied bestehen, wobei sich die Stifte in die Mitnehmerschlitze zum Zusammenwirken mit denselben erstrecken.
11. Schalteinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Achse sich jeweils quer durch das Gehäuse erstrecken und ein langgestreckter bogenförmiger Schlitz in jedem Paar von Verschiebehebeln angeordnet ist, durch den sich die zweite Achse erstreckt.

- 21 609850/0262
12. Schalteinrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch ein Lager auf wenigstens einem der Stifte zum rollenden Eingriff mit dem entsprechenden zugeordneten Mitnehmerschlitz und damit zur Herabsetzung der Reibung zwischen diesen beiden Teilen.
13. Schalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Mitnehmerschlitze in einem" der ersten oder zweiten Verschiebehebel angeordnet ist und wenigstens einer der Mitnehmer auf dem Betätigungsglied,
14. Schalteinrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch auf das Betätigungsglied wirkende Vorspanneinrichtungen, wobei das Betätigungsglied wenigstens einen Einschnitt aufweist und die Vorspanneinrichtung und das Betätigungsglied auf diesen Einschnitt fassen und damit den ersten Verschiebehebel in einem der ausgewählten Gangbereichstellungen halten.

609850/0262

Leerseite