DE3732811A1 - Drehkraft-uebertragungsvorrichtung fuer ein fahrzeug mit vierradantrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehkraft-Übertragungs­ vorrichtung für ein Fahrzeug mit Vierradantrieb, die als eine Zwei-/Vierradantrieb-Umschaltvorrichtung für ein Vierradan­ trieb-Fahrzeug verwendbar ist, und insbesondere auf eine Zwei-/Vierradantrieb-Umschaltvorrichtung für ein Fahrzeug mit Vierradantrieb, die als eine Umschaltvorrichtung für ein Kraftfahrzeug zum Einsatz kommt, um den Zweirad- auf einen Vierradantrieb bzw. umgekehrt umschalten zu können, oder auf eine für ein zwischen den Rädern angeordnetes Differential (Mitten-Differential) vorgesehene Differentialsperre, um in einem Vierradantrieb-Fahrzeug ein Umschalten vom gesperrten zum ungesperrten Zustand bzw. umgekehrt ausführen zu können. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Zwei-/Vierradan­ trieb-Umschaltvorrichtung, die mit einem Nockenschalter ausgestattet ist.

Eine Zwei-/Vierradantrieb-Umschaltvorrichtung für Fahrzeuge mit Vierradantrieb nach dem Stand der Technik, die in der JP-GM-OS Nr. 60-1 63 120 offenbart ist, wird unter Bezug­ nahme auf die beigefügten Fig. 9 und 10 erläutert. Diese Vor­ richtung umfaßt ein Mitten-Differentialgetriebe 50 sowie eine Schaltvorrichtung 51 einer Differentialsperre 49, die aus einer Eingangswelle 52, einer parallel zu dieser angeord­ neten Ausgangswelle 53, einer Schaltgabel 54 zur Umsetzung der Drehung der Ausgangswelle 53 in deren axiale Richtung und zur Übertragung der Axialbewegung der Welle 53 sowie einem Gleitstück 59, das an einem Keilnuten 56 und 57 enthal­ tenden Einrückteil 58 eines Kraftübertragungsweges, der aus einem Ringrad sowie einem Planetenradträger 55 des Differen­ tialgetriebes gebildet ist, so daß es durch die Schaltgabel 54 zu einer Verschiebebewegung anzutreiben ist, besteht.

Die Ein- und Ausgangswelle 52 und 53 sind an ihren beiden Enden drehbar in einem Gehäuse 60 gelagert. An der Eingangs­ welle 52 sind ein Schneckenrad 61 sowie ein Zahnrad 61 a be­ festigt, wobei das Schneckenrad 61 mit einer an der Abtriebs­ welle 63 eines an der einen Seite des Gehäuses 60 befestigten Motors 62 angebrachten Schnecke 64 in Eingriff ist. Das an der Eingangswelle 52 befestigte Zahnrad 61 a kämmt mit Zähnen, die an einer kreisbogenförmigen Stirnfläche einer von der Ausgangswelle 53 drehbar getragenen Schwenkplatte 67 a ausge­ bildet sind.

Das eine Ende der Ausgangswelle 53 ist mit einer Schaltstange 65 verbunden, so daß diese beiden Bauteile miteinander drehen, während ein Ende der Schaltstange 65 über ein schraubenförmi­ ges Keilnutprofil mit einer Zylinderhülse 66, an der die Schalt­ gabel 54 gehalten ist, verbunden ist. Wenn die Schaltstange 65 in der Vor- oder Rückwärtsrichtung dreht, dann werden folg­ lich die Zylinderhülse 66 und die Schaltgabel 54 hin- und herbewegt, um dem Gleitstück 59 eine Hin- und Herbewegung zu vermitteln.

Entgegengesetzt zur Schwenkplatte 67 a ist an der Ausgangs­ welle 53 eine weitere Schwenkplatte 67 b befestigt. Zwischen den beiden Schwenkplatten 67 a und 67 b ist um die Ausgangswelle 53 herum eine Schraubenfeder 68 gewickelt. Eine weitere Schrau­ benfeder 69 ist zwischen der Schwenkplatte 67 b und der Wand­ fläche des Gehäuses 60 ebenfalls um die Ausgangswelle 53 ge­ wickelt. Ein Zapfen 70 und ein anderer (nicht gezeigter) lan­ ger Zapfen sind an der Schwenkplatte 67 a angebracht, so daß sie die Schraubenfeder 68 stützen, d.h., ein Schenkel 68 a der Schraubenfeder 68 liegt am Zapfen 70 an, während der ande­ re Schenkel 68 b der Feder 68 an dem langen Zapfen anliegt. Andererseits ist der eine Schenkel 68 a der Schraubenfeder 68 mit einem Zapfen 71 an der Schwenkplatte 67 b in Berührung, während der andere Schenkel 68 b dieser Feder mit einem (nicht gezeigten) Zapfen der Schwenkplatte 67 b in Anlage ist. Des weiteren ist der eine Schenkel der Schraubenfeder 69 mit einem Zapfen 72 der Schwenkplatte 67 b in Anlage, während der andere Schenkel der Feder 69 mit einem am Gehäuse 60 ausgebildeten Zapfen 73 in Berührung steht.

Wenn im Eingriffszustand des Gleitstücks 59 mit der Keilnut 56, wie in Fig. 9 gezeigt ist, die Abtriebswelle 63 des Motors 62 und die Schnecke 64 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wer­ den, dann wird die Eingangswelle 52 durch das Schneckenrad 61 in der in Fig. 10 angegebenen Pfeilrichtung angetrieben. Dadurch wird die mit dem Zahnrad 61 a kämmende Schwenkplatte 67 a im Uhrzeigersinn gedreht und der eine Schenkel 68 a der Schraubenfeder 68 durch den Zapfen 70 im Uhrzeigersinn bela­ stet, so daß die Ausgangswelle 53 im Uhrzeigersinn gedreht wird.

Wenn die Schraubenfeder 68 im Uhrzeigersinn dreht, dann drückt der Schenkel 68 b gegen den (nicht gezeigten) Zapfen der Schwenkplatte 67 b in derselben Richtung, um die Schwenkplatte 67 b sowie die Ausgangswelle 53 im Uhrzeigersinn zu drehen, so daß die Schaltstange 65 im Uhrzeigersinn (in der in Fig. 10 angegebenen Pfeilrichtung) gedreht wird. Bei der Drehung der Schaltstange 65 in der Pfeilrichtung wandelt diese Dreh­ bewegung die Bewegung der Zylinderhülse 66 in eine gerade Be­ wegung durch das schraubenförmige Keilnutprofil um, um die Schaltgabel 54 (in Fig. 9) nach rechts hin zu bewegen. Dadurch wird das Gleitstück 59 mit den Keilnuten 56 und 57 in Eingriff gebracht, so daß das (nicht gezeigte) Ringrad und der Planeten­ radträger 55 des Mitten-Differentialgetriebes 50 miteinander zu einem Sperrzustand in der Differentialsperre 49 zum Ein­ griff gebracht werden.

Da jedoch bei der Zwei-/Vierradantrieb-Umschaltvorrichtung nach dem Stand der Technik beide Enden der Schraubenfeder 68 nach außen gebogen sind und diese Feder 68 des weiteren inner­ halb der zwei Schwenkplatten 67 a sowie 67 b, die mit den mit den beiden Enden der Feder in Berührung befindlichen Zapfen versehen ist, vorgesehen ist, erhebt sich ein Problem inso­ fern, als die Federkonstante der Feder unvermeidbar anwächst (falls die Größe der Feder dieselbe ist), weshalb es schwie­ rig ist, ein notwendiges Drehmoment zu bestimmen.

Weil ferner bei der Zwei-/Vierradantrieb-Umschaltvorrichtung nach dem Stand der Technik die Schraubenfeder 68 unmittelbar um die Ausgangswelle 53 gewickelt ist, entsteht, wenn durch die Drehung der Schraubenfeder (Torsionsfeder) eine Drehkraft über 90° hinaus aufgebracht wird, ein Problem insofern, als die Feder in ihrer Gestalt permanent verformt wird, wodurch deren Leistungsfähigkeit erheblich verschlechtert wird.

Darüber hinaus ist bei der bekannten Zwei-/Vierradantrieb-Um­ schaltvorrichtung die Schraubenfeder 68 um die Ausgangswelle 53 gewickelt, wobei der eine Schenkel 68 a mit dem Zapfen 70 der Schwenkplatte 67 a in Anlage ist, um von der Schraubenfe­ der eine Ausgangsleistung zu erhalten. Hieraus ergeben sich verschiedene Probleme insofern, als eine große Leistung zum Umschalten der Vorrichtung erforderlich ist, als die Bestim­ mung der Feder bzw. der Federkonstanten schwierig ist und als zwei Schraubenfedern 68 sowie 69 oder eine große Schrauben­ feder erforderlich sind.

Ferner ist in bezug auf die Zwei-/Vierradantrieb-Umschaltvor­ richtung nach dem Stand der Technik fetzustellen, daß, obwohl vorgeschlagen wurde, einen Nockenschalter zur Ermittlung der Winkelstellung des Schneckenrades am unteren Teil dieses Ra­ des, das eine Drehkraft auf die Torsionsfeder aufbringt, vorzu­ sehen, keinerlei Abdeckeinrichtung für den Nockenschalter vor­ handen ist.

Da für den Nockenschalter, der am unteren Teil des Schnecken­ rades angebracht ist, eine solche Abdeckeinrichtung nicht vor­ gesehen ist, auf das Schneckenrad jedoch eine Drehkraft und Schmierfett auf das von einem Motor mit einer hohen Drehzahl angetriebene Schneckenrad aufgebracht wird, wird Schmierfett deshalb weggeschleudert und kommt am Nockenschalter zum Anhaf­ ten, was ein weiteres Problem nach sich zieht, daß die Kontakt­ arbeit zum Umschalten nicht zuverlässig ist.

Im Hinblick auf die oben herausgestellten Probleme ist es nach einem ersten bis dritten Gesichtspunkt der Erfindung de­ ren Aufgabe, eine neuartige Zwei-/Vierradantrieb-Umschalt­ vorrichtung zu schaffen, die die dem Stand der Technik in bezug auf die Feder eigenen Schwierigkeiten und Probleme be­ seitigt.

Nach einem vierten Gesichtspunkt der Erfindung wird ange­ strebt, eine neuartige Zwei-/Vierradantrieb-Umschaltvorrich­ tung zu schaffen, die das oben herausgestellte Problem, das sich auf den Nockenschalter bezieht, lösen kann.

Weitere Ziele der Erfindung werden aus der gesamten Offenba­ rung, die anhand der Beschreibung, der Patentansprüche und der Zeichnungen gegeben wird, deutlich.

Oben herausgestellte Probleme werden gemäß einem ersten Ge­ sichtspunkt der Erfindung dadurch gelöst, daß die Schwenk­ platte oder -platten innerhalb der Torsionsfeder angeordnet werden. Bei einer Drehkraft-Übertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug mit einem Vierradantrieb, wobei ein Drehmoment eines Schneckenrades eines Vierradantrieb-Fahrzeugs, das mit einer hin- und herbewegbaren Gabelstange versehen ist, an der eine Schaltgabel zur Hin- und Herbewegung eines Zwei-/Vierradan­ trieb-Gleitsteins befestigt ist, über eine Torsionsfeder auf eine Abtriebswelle übertragen werden kann, wird erfindungsgemäß das von einem Motor getriebene Schneckenrad an der von einem Gehäuse gelagerten Abtriebswelle so angeordnet, daß es mit Bezug zur Abtriebswelle drehbar ist, und wird ein Paar von zusammen mit dem Schneckenrad drehbaren Schwenkplatten inner­ halb der Torsionsfeder zwischen einem Paar von an der Abtriebs­ welle befestigten festen Platten derart angebracht, daß jedes Ende der Torsionsfeder zwischen einer Schwenkplatte sowie einer festen Platte, mit denen es in Anlage gebracht wird, festgehalten wird. Die oben herausgestellten Probleme werden durch diese Merkmale gelöst.

Wenn beispielsweise das Schneckenrad im Uhrzeigersinn gedreht wird, so wird die Drehkraft vom einen Ende der Feder an der Schwenkplatte zum anderen Ende dieser hin übertragen. Bei einem Drehen entgegen dem Uhrzeigersinn wird eine Drehkraft vom anderen Ende der Feder an der Schwenkplatte zum einen Ende dieser hin übertragen. Ferner dreht im Fall, daß die Ga­ belstange untätig ist, z.B. durch eine auf einer Nicht-Syn­ chronisation beruhenden Trennung der Umschalt-Keilnutzähne, lediglich die Schwenkplatte, wird der Motor alsbald angehalten und wird die Torsionsfeder zwischen der Schwenkplatte und der festen Platte gespannt gehalten. Wenn anschließend die Gabel­ stange tätig wird, dann dreht die Abtriebswelle durch die Spannkraft der Torsionsfeder, so daß die Gabelstange über ein Untersetzungsgetriebe betätigt wird.

Da nach dem ersten Gesichtspunkt der Erfindung die Schwenk­ platte zwischen den an der Abtriebswelle fest angeordneten Platten und innerhalb der Torsionsfeder liegt, ist es mög­ lich, die Federkonstante dieser Feder klein festzulegen, wenn die Größe dieselbe ist, und deshalb kann das notwendige Dreh­ moment auf einfache Weise vorbestimmt werden.

Nach dem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung können die oben herausgestellten, auf die Feder bezogenen Probleme dadurch gelöst werden, daß ein Führungsmechanismus vorgesehen wird. Gemäß der Erfindung ist eine Zwei-/Vierradantrieb-Umschaltvor­ richtung für ein Fahrzeug mit Vierradantrieb, wobei eine hin- und herbewegbare Gabelstange, an der eine Schaltgabel für eine Hin- und Herbewegung eines Zwei-/Vierradantrieb-Umschalt­ gleitsteins befestigt ist, vorhanden ist, dadurch gekennzeich­ net, daß zwischen einem Paar von an einer Kupplungshülse gehal­ tenen Schwenkplatten zweigeteilte Federführungen, die zusam­ men mit einem von einem Motor getriebenen Schneckenrad wech­ selseitig mit Bezug zueinander drehbar sind, angeordnet sind und daß ein Durchmesser der Federführung im wesentli­ chen gleich einem Innendurchmesser der ersten Windung der beiden Enden der zwischen den beiden Schwenkplatten angeord­ neten Torsionsfeder festgesetzt wird. Durch die oben genann­ ten Merkmale können die vorher erwähnten Probleme gelöst werden.

Wenn beispielsweise die Schwenkplatte entgegen dem Uhrzeiger­ sinn gedreht wird, so wird die erste Windung der einen Seite der Torsionsfeder auf dieselbe Seite der Federführung gewic­ kelt und an dieser befestigt, wobei die Führung durch eine Torsionskraft der Schraubenfeder gedreht wird. Wird anschlie­ ßend die Schwenkplatte im Uhrzeigersinn gedreht, so wird die erste Windung der anderen Seite der Schraubenfeder auf diesel­ be Seite der Federführung gewickelt und dort befestigt, wobei die Führung durch die Torsionskraft der Schraubenfeder gedreht wird, so daß auf diese Weise eine Verformung der Schrauben­ feder bei der Torsion verhindert wird.

Da gemäß dem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung der Außen­ durchmesser der zweigeteilten Federführungen im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser der ersten Windung der Torsions­ feder festgesetzt wird, wird bei einer Drehung der Schwenk­ platte die erste Windung der Feder auf der Seite dieser Plat­ te gedreht und um die Federführung gewickelt. Deshalb wird die Feder an einer Verformung und Exzentrizität in ihrer Ge­ stalt gehindert, was zu einer perfekten Unterbindung der Nach­ teile, wie einer Verminderung der Leistungsfähigkeit der Schraubenfeder, führt.

Gemäß dem dritten Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Zwei-/ Vierradantrieb- Umschaltvorrichtung geschaffen, die oben heraus­ gestellte Probleme löst, indem ein eingetragenes Drehmoment eines drehenden Drehmoment-Speichermechanismus (Bereitschaftsmecha­ nismus) mittels eines Untersetzungsgetriebes vervielfacht wird.

In Übereinstimmung mit dem dritten Gesichtspunkt der Erfindung ist eine Zwei-/Vierradantrieb-Umschaltvorrichtung für ein Fahrzeug mit Vierradantrieb, wobei eine hin- und herbewegbare Gabelstange, an der eine Schaltgabel für eine Hin- und Herbe­ wegung eines Zwei-/Vierradantrieb-Umschaltgleitsteins befe­ stigt ist, vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein von einem Motor getriebenes Schneckenrad an einer von einem Ge­ häuse gelagerten Abtriebswelle drehbar mit Bezug zur Abtriebs­ welle angeordnet ist, daß ein Paar von Schwenkplatten zusammen mit dem Schneckenrad drehbar gelagert ist, daß ein Paar von festen Platten an einer Abtriebswelle befestigt ist, daß zwi­ schen den Schwenkplatten und den festen Platten eine Torsions­ feder angeordnet ist, daß durch Festlegen der beiden Enden der Torsionsfeder zwischen einer Schwenkplatte sowie einer festen Platte ein Drehmoment des Schneckenrades auf die Ab­ triebswelle übertragen wird, daß an der Abtriebswelle ein kleinkalibriges Zahnrad befestigt ist und daß ein Mechanismus derart vorgesehen ist, daß eine Drehkraft eines mit dem klein­ kalibrigen Zahnrad kämmenden großkalibrigen Zahnrades auf die Gabelstange in Form einer Hin- und Herbewegung übertragen wird.

Wenn der Motor angetrieben wird, so wird das Schneckenrad durch eine Schnecke gedreht, wird die Schwenkplatte gedreht, wird die Torsionsfeder verdreht und wird die Drehkraft des Schneckenrades in die Torsionsfeder eingebracht. Diese Dreh­ kraft wird über die feste Platte auf die Abtriebswelle zu deren Drehung übertragen. Wenn die Abtriebswelle dreht, dann wird die Umdrehungszahl durch das kleinkalibrige sowie das groß­ kalibrige Zahnrad herabgesetzt und auf eine Vorgelegewelle übertragen, von der eine Übertragung auf die Gabelstange mit Hilfe eines eine Hin- und Herbewegung erzeugenden Mechanismus erfolgt, um ein Umschalten des Gleitsteins vom Zweirad- auf den Vierradantrieb oder umgekehrt zu bewirken.

Da gemäß dem dritten Gesichtspunkt die Drehzahl durch das kleinkalibrige sowie das großkalibrige Zahnrad vermindert werden kann, ist es möglich, die Kraft der Torsionsfeder in dem der verminderten Drehzahl entsprechenden Ausmaß herabzu­ setzen, womit die Gestalt der Torsionsfeder minimiert werden kann.

Ein weiteres der oben genannten Probleme wird gemäß dem vier­ ten Gesichtspunkt der Erfindung dadurch gelöst, daß der Nocken­ schalter durch einen Vorsprung abgedeckt wird.

In Übereinstimmung mit dem vierten Gesichtspunkt ist eine Zwei-/Vierradantrieb-Umschaltvorrichtung für ein Fahrzeug mit Vierradantrieb, wobei eine hin- und herbewegbare, eine Schalt­ gabel für eine Hin- und Herbewgung eines Zwei-/Vierradantrieb- Umschaltgleitsteins tragende Gabelstange vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein eine Drehkraft über eine Torsionsfe­ der auf eine Abtriebswelle zum Betreiben der Gabelstange auf­ bringendes Schneckenrad so angeordnet ist, daß es vom Motor mittels der Schnecke getrieben wird, daß ein Nockenschalter, der eine Winkelstellung ermittelt, in der Nachbarschaft des Schneckenrades angeordnet ist, daß ein Außenumfang des Nocken­ schalters abgedeckt ist und daß ein vorspringendes Teil, das mit dem Schneckenrad in Berührung ist, für ein Gehäuse, das das Schneckenrad einschließt, vorgesehen ist. Durch diese Merkmale kann das oben genannte Problem gelöst werden.

Wenn der Kontakt des Nockenschalters geschlossen ist, so dreht der Motor, wodurch die Schnecke durch die Motorwelle gedreht wird, um das Schneckenrad zu drehen. Da im Betrieb das Schnec­ kenrad mit hoher Drehzahl gedreht wird, wird auf das Schnec­ kenrad aufgebrachtes Schmiermittel in dessen Umgebung zer­ streut. Weil jedoch der Außenumfang des Nockenschalters durch das vorspringende Teil abgedeckt ist, kann das Schmiermittel nicht weggeschleudert werden und an anderen Bauteilen an­ haften.

Weil gemäß dem vierten Gesichtspunkt der Erfindung das vor­ springende Teil, das den Außenumfang des Nockenschalters ab­ deckt, am unteren Teil des Schneckenrades angeordnet ist, wird, selbst wenn auf das Schneckenrad aufgebrachtes Schmier­ mittel bei der Drehung des Schneckenrades mit hoher Drehzahl weggeschleudert wird, der Nockenschalter gegen das Schmier­ mittel geschützt, wodurch ein auf einer Fehlfunktion der Schaltkontakte beruhendes falsches Arbeiten verhindert wird.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen an­ hand der bevorzugten Ausführungsformen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen frontseitigen Querschnitt einer Zwei-/Vierrad­ antrieb-Umschaltvorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ein wesentliches Teil der Vorrichtung von Fig. 1 in einer vergrößerten Darstellung;

Fig. 3 den Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4, 5 und 6 zu Fig. 3 gleichartige Darstellungen zur Erläuterung der Arbeitsweise einer Schwenkplatte;

Fig. 7 eine Frontansicht des in Fig. 2 gezeigten Nocken­ schalters;

Fig. 8 eine Frontansicht der in Fig. 2 gezeigten Kontakt­ platte;

Fig. 9 einen Querschnitt einer Zwei-/Vierradantrieb-Umschalt­ vorrichtung nach dem Stand der Technik;

Fig. 10 einen vergrößerten frontseitigen Querschnitt eines wesentlichen Teils der in Fig. 9 gezeigten Vorrichtung.

Gemäß der in den Fig. 1-6 gezeigten erfindungsgemäßen Aus­ führungsform weist die Vorrichtung eine Abtriebswelle 1 eines Getriebes, durch das die Antriebskraft einer Maschine über­ tragen wird, auf. Diese Abtriebswelle 1 ist eine Vorder- oder Hinterrad-Antriebswelle, die allzeit dreht (Zweiradantrieb). Ferner wird eine Abtriebswelle 3 (Vorder- oder Hinterradan­ triebswelle) von der Abtriebswelle 1 mit Hilfe eines Lagers 2 gehalten. Wenn ein Gleitstein 5, der mit einer Keilnut 4 der Abtriebswelle 1 in Eingriff ist, durch eine Schaltgabel 6 nach rechts (in Fig. 1) bewegt wird, um zwei Keilnuten 4 und 7 miteinander zu verbinden, so werden die beiden Abtriebs­ wellen 3 und 1 miteinander zu einem Vierradantrieb gekoppelt.

Die Fig. 3 zeigt einen Antriebsmotor 8, eine Motorwelle 9 und eine an dieser Welle 9 befestigte sowie mit hoher Drehzahl angetriebene Schnecke 10, die mit einem Schneckenrad 11 in Eingriff ist. Das Schneckenrad 11 wird durch eine Hülse 13 von einer Abtriebswelle 12 drehbar gelagert. Ferner sind an der Abtriebswelle 12 zwei Schwenkplatten 15 a und 15 b, die durch eine Kupplungsmuffe 14 als ein Stück ausgebildet sind, vorgesehen, so daß sie zusammen mit dem Schneckenrad 11 dreh­ bar sind. Darüber hinaus sind an der Abtriebswelle 12 zwei feste Platten 16 a und 16 b zur Übertragung einer Drehkraft be­ festigt. Ein zweiteiliges Federlager 17 a und 17 b (Federführun­ gen) ist zwischen den Schwenkplatten 15 a und 15 b angeordnet. An den Federführungen 17 a, 17 b ist eine Torsionsfeder 18 der­ art angebracht, daß deren beide äußerste Windungen zwischen den beiden Führungen mit einem vorbestimmten Zwischenraum des mittigen Teils der Feder zu den Federlagern 17 a und 17 b fest­ gehalten sind. Beide Enden 19 a und 19 b der Feder 18 liegen zwischen der Schwenkplatte 15 a und der festen Platte 16 a sowie zwischen der Schwenkplatte 15 b und der festen Platte 16 b längs der jeweiligen Drehrichtung fest. Mit dem Schneckenrad 11 ist einstückig ein Anschlagstück 20 ausgebildet, während am Gehäu­ se 21 ein (nicht gezeigter) Vorsprung vorhanden ist, der mit dem Anschlagstück 20, nachdem dieses eine Drehung über einen vorbestimmten Winkel ausgeführt hat, in Anlage kommt.

Das Schneckenrad 11 ist des weiteren mit einer Kupfer-Kontakt­ platte 22 zur Ermittlung von Winkelstellungen versehen, während am Gehäuse 21 ein Ermittlungskontakt ausgebildet ist. Des wei­ teren ist ein Nockenschalter 23 vorhanden, der an seinem Außenumfang von einem Vorsprung oder Kragen 24 umgeben ist. An der Abtriebswelle 12 ist ein kleinkalibriges Zahnrad 25 befestigt, während ein mit diesem Zahnrad 25 kämmendes groß­ kalibriges Zahnrad 26 an einer Vorgelegewelle 27 fest ange­ bracht ist, auf der auch ein Ritzel 28 befestigt ist. Mit die­ sem Ritzel 28 steht ein Abtriebszapfen 29 über eine (nicht gezeigte) Zahnstange in Eingriff, so daß der Abtriebsstange 29 eine Hin- und Herbewegung vermittelt wird. Die die Schalt­ gabel 6 tragende Gabelstange 30 ist mit dem Abtriebszapfen 29 verbunden (s. Fig. 1).

Im einzelnen sind die zweiteiligen Federlager 17 a und 17 b an der Kupplungsmuffe 14 der Schwenkplatten 15 a und 15 b so vorge­ sehen, daß sie relativ zueinander drehbar sind. Der Außendurch­ messer der Federlager 17 a, 17 b wird so bestimmt, daß er im gro­ ßen und ganzen gleich dem lnnendurchmesser der ersten Windung der beiden Enden der Torsionsfeder 18 gleich ist.

Jede der Schwenkplatten 15 a, 15 b und jede der festen Platten 16 a, 16 b sind zu einem zylindrischen Teil ausgestaltet, das sich jeweils in deren Achsrichtung auswärts erstreckt. Durch diese Maßnahme kann eine erhebliche Größenverminderung mit einer erheblichen Steigerung der Leistung erreicht werden.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der den obigen Aufbau auf­ weisenden Ausführungsform beschrieben. Wenn die Schwenkplatte 15 b aus dem in Fig. 3 gezeigten Zustand beispielsweise ent­ gegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, so wird die erste Win­ dung des Endes (Seite 19 b in Fig. 2) der Schraubenfeder 18 um das Federlager 17 a gewickelt und befestigt, so daß dieses La­ ger 17 a zusammen mit der Torsionsfeder 18 gedreht wird. Wenn dagegen die Schwenkplatte 15 b im Uhrzeigersinn zurückgeführt wird, so wird die erste Windung des Endes (Seite 19 a) der Schraubenfeder 18 um das Federlager 17 b gewickelt und befestigt, so daß dieses Lager 17 b zusammen mit der Torsionsfeder 18 ge­ dreht wird, womit bei dem Torsionsvorgang eine Verformung in der Gestalt der Feder 18 verhindert wird.

Die Funktion der den oben beschriebenen Aufbau aufweisenden Ausführungsform wird im folgenden erläutert. Da die Schwenk­ platten 15 a und 15 b parallel zueinander durch die Kupplungs­ muffe 14 fest sind, so daß sie mit Bezug zur Abtriebswelle 12 drehbar sind, wird, wenn eine Drehkraft des Schneckenrades 11 auf die Schwenkplatte 15 b (im Gegenuhrzeigersinn) übertragen wird, das Drehmoment zur festen Platte 16 a über die Torsions­ feder 18 übertragen. Wird eine Drehkraft vom Schneckenrad 11 von der Schwenkplatte 15 a (im Uhrzeigersinn) übertragen, dann wird das Drehmoment mittels der Torsionsfeder 18 auf die feste Platte 16 b übertragen.

Im Fall, da die Gabelstange 30 untätig (nicht verschiebbar) auf Grund einer Trennung der Zähne von zwei Umschaltkeilnuten ist, dreht bei einer Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn nur die Schwenkplatte 15 b, um den Nockenschalter 23 nach einer Drehung über einen vorbestimmten Winkel abzuschalten, so daß der Motor in einem in Fig. 4 gezeigten Zustand anhält, in wel­ chem die Feder 18 zwischen der Schwenkplatte 15 b und der festen Platte 16 a eingespannt gehalten wird. (Es ist hier zu bemer­ ken, daß in den Fig. 4-6 die Angabe "(16 a)" die auf der anderen Seite (Seite 19 b) angeordnete feste Platte bezeich­ net.)

Wenn andererseits die Gabelstange 30 tätig (verschiebbar) wird, so dreht die Abtriebswelle 12 auf Grund der Kraft der Torsions­ feder, wie das in Fig. 5 gezeigt ist, so daß der Abtriebszap­ fen 29 durch die Zahnräder 25, 26 und 28 eine Hin- und Herbe­ wegung ausführt. Wenn die Gabelstange 30 zurückgeführt wird (entgegen dem Uhrzeigersinn in Fig. 5), so ändert sich der Zustand von dem in Fig. 6 gezeigten zu dem in Fig. 3 gezeig­ ten Zustand.

Die Funktion der Ausführungsform mit dem vorher beschriebe­ nen Aufbau wird im folgenden aus dem dritten Gesichtspunkt der Erfindung heraus erläutert. Wenn der Antriebsmotor 8 unter der Bedingung, daß der Gleitstein 5 allein mit der Keilnut 4 in Eingriff ist, wie in Fig. 1 gezeigt ist, angetrieben wird, dann wird die Schnecke 10 durch die Motorwelle 9 ge­ dreht, um das Schneckenrad 11 zu drehen. Da bei der Drehung des Schneckenrades 11 die Schwenkplatte 15 a dreht, wird das eine Ende 19 b der Torsionsfeder 18 verdreht, so daß eine Dreh­ kraft des Schneckenrades 11 in der Torsionsfeder 18 gespei­ chert wird. Die in der Feder 18 gespeicherte Drehkraft wird durch die an der Abtriebswelle 12 feste Platte 16 b auf diese Welle 12 zu ihrer Drehung übertragen. Dadurch wird mittels des kleinkalibrigen Zahnrades 25 das großkalibrige Zahnrad 26 gedreht, um die Vorgelegewelle 27 mit einer verminderten Geschwindigkeit zu drehen. Ferner wird die (nicht gezeigte) Zahnstange durch das Ritzel 28 zur Verschiebung des Abtriebs­ zapfens 29 betätigt, so daß die Gabelstange 30 nach rechts bewegt wird, um den Gleitstein 5 durch die Schaltgabel 6 nach rechts hin zu verschieben. Der Gleitstein 5 verbindet somit die beiden Keilnuten 4 und 7, d.h., die Abtriebswellen 1 und 3 werden für einen Vierradantrieb miteinander gekoppelt. Es ist insofern möglich, die Federkraft der Torsionsfeder in einem Ausmaß zu vermindern, das einer durch das kleinkalibri­ ge sowie das großkalibrige Zahnrad verminderten Geschwindig­ keit entspricht, womit die Größe der Torsionsfeder um diesen Betrag herabgesetzt werden kann.

Der vierte Gesichtspunkt der Erfindung wird im folgenden näher erläutert. Die Fig. 7 zeigt den Nockenschalter 23 und die Fig. 8 die Kontaktplatte 22 jeweils in einer Frontansicht. Der Nockenschalter 23 ist mit Kontakten 31, 32 und 33, 34 ver­ sehen. Der Kontakt 31 erzeugt ein Vorwärts-Drehsignal für den Motor 8, während der Kontakt 32 ein Rückwärts-Drehsignal für diesen Motor erzeugt. Die Kontakte 33 und 34 sind geerdet. Darüber hinaus ist die Kontaktplatte 22 in das Schneckenrad 11 eingebettet, wie die Fig. 2 zeigt. Durch Ausschneiden der Kontaktplatte 22 wird ein nichtleitender Abschnitt 35 gebil­ det.

Die Funktion wird vom vierten Gesichtspunkt aus gesehen er­ läutert. Da in dem in Fig. 8 gezeigten Zustand der Kontakt 31 mit den Kontakten 33 und 34 in der Kontaktplatte 22 in Be­ rührung ist, wird ein Vorwärts-Drehsignal an den Motor 8 ge­ legt. Deshalb wird die Schnecke 10 durch den Motor 8 mit hoher Geschwindigkeit gedreht, womit auch das Schneckenrad 11 dreht. Bei einer Vorwärtsdrehung des Motors 8 dreht die Kontaktplatte 22 in Fig. 8 im Uhrzeigersinn. Wenn der nichtleitende Ab­ schnitt 35 eine Winkelstellung 35 a, in der der Kontakt 31 of­ fen und von den Kontakten 33 und 34 entfernt ist, erreicht, dann wird die Drehung des Motors 8 beendet. Da unter den gege­ benen Umständen jedoch eine Drehkraft in der Torsionsfeder 18 gespeichert ist, wird die Abtriebswelle 12 gedreht. Weil der Kontakt 32 mit den Kontakten 33 und 34 verbunden ist, wird unter diesen Umständen gleichzeitig der Motor 8 in der Rück­ wärtsrichtung gedreht, um das Schneckenrad 11 in die Ausgangs­ lage zurückzuführen.

Da gemäß dem vierten Gesichtspunkt der Erfindung der vorsprin­ gende Teil unter dem Schneckenrad ausgebildet ist, so daß der Außenumfang des Nockenschalters abgedeckt wird, wird auch bei einem Wegschleudern von auf die Schnecke aufgebrachtem Schmierfett, wenn die Schnecke zur Übertragung einer Dreh­ kraft auf das Schneckenrad mit hoher Drehzahl dreht, keinerlei Schmierfett am Nockenschalter haftenbleiben, so daß eine auf den Kontakten des Schalters beruhende falsche Betätigung ver­ hindert wird.

Obwohl die Erfindung anhand ihrer bevorzugten Ausführungsfor­ men wörtlich und bildlich erläutert wurde, so ist sie auf die dargelegten Einzelheiten keineswegs beschränkt, da dem Fach­ mann bei Kenntnis der vermittelten Lehre Abwandlungen und Ab­ änderungen der verschiedensten Art an die Hand gegeben worden sind, die jedoch als in den Rahmen der Erfindung fallend anzu­ sehen sind.

Claims (15)

1. Drehkraft-Übertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug mit Vierradantrieb, wobei ein Drehmoment eines Schneckenrades (11) eines Vierradantrieb-Fahrzeugs, das mit einer hin- und herbewegbaren Gabelstange (30) versehen ist, an der eine Schaltgabel (6) zur Hin- und Herbewegung eines Zwei-/ Vierradantrieb-Gleitsteins (5) befestigt ist, über eine Torsionsfeder (18) auf eine Abtriebswelle (12) übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das von einem Motor (8) getriebene Schneckenrad (11) an einer von einem Gehäuse (21) gelagerten Abtriebswelle (12) drehbar mit Bezug zur Abtriebswelle angeordnet ist und daß ein Paar von mit dem Schneckenrad (11) zusammen drehbaren Schwenkplatten (15 a, 15 b) innerhalb der Torsionsfeder (18) zwischen einem Paar von an der Antriebswelle (12) befestigten festen Platten (16 a, 16 b) derart angeordnet ist, daß jedes Ende (19 a, 19 b) der Torsionsfeder zwischen einer festen Platte, die auf einander entgegengesetzten Seiten an der Ab­ triebswelle (12) gehalten sind, festgelegt ist.

2. Zwei-/Vierradantrieb-Umschaltvorrichtung für ein Fahrzeug mit Vierradantrieb, wobei eine hin- und herbewegbare Gabel­ stange (30), an der eine Schaltgabel (6) für eine Hin- und Herbewegung eines Zwei-/Vierradantrieb-Umschaltgleitsteins (5) befestigt ist, vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Paar von an einer Kupplungshülse (14) gehaltenen Schwenkplatten (15 a, 15 b) zweigeteilte Federfüh­ rungen (17 a, 17 b), die zusammen mit einem von einem Motor (8) getriebenen Schneckenrad (11) wechelseitig mit Bezug zueinander drehbar sind, angeordnet sind und daß der Durch­ messer der Federführungen im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser jeder ersten Windung der beiden Enden (19 a, 19 b) der zwischen den beiden Schwenkplatten (15 a, 15 b) angeordneten Torsionsfeder (18) festgesetzt ist.

3. Zwei-/Vierradantrieb-Umschaltvorrichtung für ein Fahrzeug mit Vierradantrieb, wobei eine hin- und herbewegbare Gabel­ stange (30), an der eine Schaltgabel (6) für eine Hin- und Herbewegung eines Zwei-/Vierradantrieb-Umschaltgleitsteins (5) befestigt ist, vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein von einem Motor (8) getriebenes Schneckenrad (11) an einer von einem Gehäuse (21) gelagerten Abtriebswelle (12) drehbar mit Bezug zur Abtriebswelle angeordnet ist, daß ein Paar von Schwenkplatten (15 a, 15 b) zusammen mit dem Schneckenrad (11) drehbar gelagert ist, daß ein Paar von festen Platten (16 a, 16 b) an der Abtriebswelle (12) befestigt ist, daß zwischen den Schwenkplatten sowie den festen Platten eine Torsionsfeder (18) angeordnet ist, die durch Festlegen ihrer beiden Enden (19 a, 19 b) zwischen je einer Schwenkplatte sowie einer festen Platte ein Drehmo­ ment des Schneckenrades (11) auf die Abtriebswelle (12) überträgt, daß an der Abtriebswelle ein kleinkalibriges Zahnrad (25) befestigt ist und daß ein Mechanismus (27, 28, 29) vorgesehen ist, der eine Drehkraft eines mit dem kleinkalibrigen Zahnrad (25) kämmenden großkalibrigen Zahn­ rades (26) auf die Gabelstange (30) zu deren Hin- und Her­ bewegung überträgt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen einem Paar von Schwenkplatten (15 a, 15 b), die mit dem vom Motor (8) angetriebenen Schneckenrad (11) wech­ selseitig mit Bezug zueinander auf einer Kupplungshülse (14) der Schwenkplatten (15 a, 15 b) drehbar sind, zweigeteil­ te Federführungen (17 a, 17 b) angeordnet sind, deren Durch­ messer im wesentlichen gleich einem Innendurchmesser einer jeden ersten Windung von beiden Enden (19 a, 19 b) der zwi­ schen den Schwenkplatten befindlichen Torsionsfeder (18) festgesetzt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Abtriebswelle (12) ein kleinkalibriges Zahnrad (25) befestigt ist und ein Mechanismus (27, 28, 29) eine Dreh­ kraft eines mit dem kleinkalibrigen Zahnrad kämmenden groß­ kalibrigen Zahnrades (26) auf die Gabelstange (30) zu deren Hin- und Herbewegung überträgt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein eine Winkelstellung erfassender Nockenschalter (23) benachbart zum Schneckenrad (11) angeordnet ist, daß der Außenumfang des Nockenschalters von einer Abdeckeinrich­ tung abgedeckt ist und daß sich ein Vorsprung (24) mit dem Schneckenrad (11) in Berührung befindet, der ein das Schneckenrad einschließendes Gehäuse bildet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federführungen (17 a, 17 b) mit einem radial gerichteten Ansatzteil versehen sind, die die beiden endseitigen Windun­ gen der Feder (18) in deren axialer Richtung halten.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (18) mit Ausnahme ihrer beiden endseitigen Windun­ gen in einem in ihrer axialen Richtung mittigen Teil die Außenumfangsfläche der Federführungen (17 a, 17 b) mit Abstand zu dieser Fläche umgibt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Schwenkplatten (15 a, 15 b) und jede der festen Platten (16 a, 16 b) einen in ihrer Achsrichtung auswärts verlaufenden Zylinderabschnitt aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Ende (19 a) der Feder (18) von dem Zylinderab­ schnitt der einen der beiden festen Platten und ein zwei­ tes Ende (19 b) der Feder vom Zylinderabschnitt der anderen der beiden festen Platten (16 a, 16 b) festgehalten ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden der Feder (18) zu deren Achse hin verlau­ fen und durch den Zylinderabschnitt jeweils mit Bezug zur Drehrichtung festgelegt sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder zwischen den beiden festen Platten (16 a, 16 b) sowie den beiden Schwenkplatten (15 a, 15 b) so festgehalten ist, daß eine Drehmomentübertragung in einer von einander entgegengesetzten Drehrichtungen in Übereinstimmung mit der Drehrichtung des Schneckenrades (11) möglich ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden (19 a, 19 b) der Feder (18) von wechsel­ seitig entgegengesetzten Seiten der beiden festen Platten (16 a, 16 b) festgehalten sind, so daß bei einer in einer Richtung gerichteten Drehung ein Festhalten auf je einer Seite möglich ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderabschnitte der Schwenkplatten (15 a, 15 b) in einem radial außerhalb der festen Platten (16 a, 16 b) liegenden Bereich angeordnet sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Nockenschalter (23) den Motor (8) bei einer Dre­ hung des Schneckenrades (11) über einen vorbestimmten Winkelwert anhält und die Feder (18) eine Drehkraft speichert.