DE4420053A1 - Rotationsübertragungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rotationsübertragungs­ vorrichtung, die an der Kraftübertragung eines Fahrzeugs montiert ist, um die Antriebskraft an die Räder selektiv zu übertragen bzw. abzuschalten.

Ein Automobil wird hauptsächlich in Vorwärtsfahrt verwendet. Es wird nur bei sehr begrenzten Gelegenheiten rück­ wärts gefahren. In der ungeprüften japanischen Patentveröf­ fentlichung Nr. 5-118358 wird eine Vorrichtung vorgeschla­ gen, die eine mechanische Kupplung hat, die in der Lage ist, die Übertragung von Antriebskraft auf die Vorder- und Hinterräder eines Fahrzeugs umzuschalten.

Diese Vorrichtung ist in Fig. 14 gezeigt. Sie umfaßt einen äußeren Ring 61 als ein angetriebenes Element, ein inneres Element 62 als ein in dem äußeren Ring 61 rotierbar mon­ tiertes antreibendes Element, einen Halter 63 mit großem Durchmesser und einen Halter 64 mit kleinem Durchmesser, die zwischen dem äußeren Ring 61 und dem inneren Element 62 angeordnet sind, und Freilaufeinrichtungen 65 als eingrei­ fende Elemente, die in Taschen aufgenommen sind, welche in den Haltern 63, 64 gebildet und ausgelegt sind, um den äußeren Ring 61 und das innere Element 62 in Eingriff zu bringen.

Der Halter 63 mit großem Durchmesser ist an das innere Ele­ ment 62 durch einen Zapfen 66 gekoppelt, wobei ein Spiel X dazwischen in der Rotationsrichtung übrig ist. Der Zapfen 66 ist an ein kreisringförmiges Rohr 70 angeschlossen, an welches eine Schraubenfeder 67 gekoppelt ist, um den Halter 63 mit großem Durchmesser vorzuspannen, um dem Halter 63 aus einer Richtung einen Rotationswiderstand zuzuführen.

An ein Ende des kreisringförmigen Rohrs 70 ist durch eine Einweg-Kupplung 68 eine Rotationswiderstand-Zufuhreinrich­ tung 69 gekoppelt zum Erzeugen einer Drehbeaufschlagung, deren Richtung der Vorspannkraft der Schraubenfeder 67 ent­ gegengesetzt ist. Wenn die Rotationsrichtung des inneren Elements 62 umgekehrt wird, kommt die Einweg-Kupplung 68 in Eingriff oder der Eingriff wird gelöst, wodurch die Rich­ tung der Drehbeaufschlagung umgeschaltet wird, welche auf den Halter 63 mit großem Durchmesser wirkt.

Diese Rotationsübertragungsvorrichtung A ist an der Kraft­ übertragung eines Fahrzeugs mit Vierrad-Antrieb der Bauart gekoppelt (in Fig. 19 gezeigt), bei der die Hinterräder die hauptangetriebenen Räder sind, indem das innere Element 62 an eine vordere Antriebswelle B gekoppelt wird, die sich von dem Verteilergetriebe c erstreckt und den äußeren Ring 61 an das Vordere Differential koppelt.

Die Vorrichtung A muß an dem Fahrzeug montiert werden, so daß, während sich das Fahrzeug vorwärts bewegt, die Schrau­ benfeder 67 komprimiert wird, und die Halter 63 und 64 re­ lativ zueinander durch die Feder 67 zu einer derartigen Po­ sition bewegt werden, daß die Freilaufeinrichtungen 65 nach vorne geneigt werden, bis sie zum Eingriff bereit sind (Fig. 15).

Wenn sich andererseits das Fahrzeug rückwärts zu bewegen beginnt, kommt die Einweg-Kupplung 68 in Eingriff, wodurch der Halter 63 mit großem Durchmesser an die Rotationswider­ stand-Zufuhreinrichtung 69 gekoppelt wird. Der somit von der Einrichtung 69 auf den Halter 63 mit großem Durchmesser übertragene Rotationswiderstand wirkt als ein Bremsdreh­ moment, welches seine Rotation relativ zu dem Halter 64 mit kleinem Durchmesser verlangsamt.

Falls sich nämlich das innere Element 62 und der Halter 64 mit kleinem Durchmesser zu drehen beginnen, während sich das Fahrzeug rückwärts bewegt, wirkt das Bremsdrehmoment weiterhin auf den Halter 63 mit großem Durchmesser, wodurch seine Rotation eingeschränkt wird. Falls das Bremsdreh­ moment größer ist als das Drehmoment, welches dazu neigt, die Schraubenfeder 67 zu der Rückwärtsfahrt-Position zu komprimieren (dieses Drehmoment wird im folgenden als "Rückwärtsfahrt-Umschaltdrehmoment" bezeichnet), werden der Halter 63 mit großem Durchmesser und der Halter 64 mit kleinem Durchmesser relativ zueinander in der Richtung der Rückwärtsfahrt bewegt.

Somit wird, falls das Bremsdrehmoment größer eingestellt wird als das Rückwärtsfahrt-Umschaltdrehmoment, die Schrau­ benfeder 67 weiter komprimiert, bis der Halter 63 mit großem Durchmesser sich zu der zum Eingriff bereiten Rück­ wärtsfahrt-Position bewegt.

Während dieses Fahrzeug in der neutralen Position des Ver­ teilergetriebes fährt, (d. h. zweirad-Antriebsmodus), kann die Drehbeaufschlagung manchmal von dem Vorderrad durch Vorderradnaben übertragen werden (welche verriegelt sind) zu der Antriebswelle zu dem vorderen Differential zu dem äußeren Ring 61 der Rotationsübertragungsvorrichtung A.

Bei Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges in diesem Zustand, wobei die Freilaufeinrichtungen 65 in der zum Eingriff bereiten Vorwärtsfahrt-Position sind, wie in Fig. 15 gezeigt, läuft der äußere Ring 61 relativ zu dem inneren Element 62 leer.

Wenn dagegen das Fahrzeug in diesem Zustand rückwärts fährt, neigt der äußere Ring 61 dazu, das innere Element 62 durch die Freilaufeinrichtungen 65 zu drehen. Da jedoch der Halter 63 mit großem Durchmesser an die Einweg-Kupplung 68 gekoppelt ist, wenn er sich in der der Rückwärtsfahrt des Wagens entsprechenden Richtung dreht, wird der durch die Rotationswiderstand-Zufuhreinrichtung 69 erzeugte Rota­ tionswiderstand (Bremsdrehmoment) auf ihn einwirken.

Wenn somit eine Drehbeaufschlagung von dem äußeren Ring zu der Eingabewelle durch die Freilaufeinrichtungen übertragen wird, drehen sich alle Elemente außer dem Halter 3 mit großem Durchmesser, d. h. das innere Element, die Freilauf­ einrichtungen und der äußere Ring zusammen, bis sich die Freilaufeinrichtungen 65 und der Halter 63 stören, wie in Fig. 16 gezeigt. In dem in Fig. 16 gezeigten Zustand kommen die Freilaufeinrichtungen mit den Endflächen der Halter 63 mit großem Durchmesser in Kontakt, so daß sie durch das Bremsdrehmoment geschoben werden. Somit lösen sich die Freilaufeinrichtungen augenblicklich sowohl von dem inneren Element als auch dem äußeren Ring.

In diesem Fall wird keine rückwärts gerichtete Antriebs­ kraft (Widerstand) auf das innere Element 62 übertragen. In dem Augenblick, in dem die Freilaufeinrichtungen 65 sich aus dem Eingrifflösen, expandiert die Schraubenfeder 67, die in einem komprimierten Zustand ist, wodurch die Halter 63 und 64 zu den zum Eingriff bereiten Positionen bewegt werden. Mit anderen Worten, bewegen sich die Freilaufein­ richtungen, welche sich augenblicklich aus dem Eingriff ge­ löst haben, in dem nächsten Augenblick zu der zum Eingriff bereiten Vorwärtsfahrt-Position zurück. Es wird Geräusch erzeugt, wenn dieser Zyklus oftmals in einer sehr kurzen Zeitdauer wiederholt wird.

Wenn sich andererseits das Fahrzeug mit hoher Geschwindig­ keit vorwärts bewegt und die Rotationselemente sich in der Rotationsübertragungsvorrichtung mit hoher Geschwindigkeit drehen, wirkt eine der Umlaufdrehzahl dieser Elemente ent­ sprechende Zentrifugalkraft auf die Freilaufeinrichtungen. Diese Zentrifugalkraft hat die Wirkung, die Reibungskraft zwischen der inneren Oberfläche des äußeren Rings 61 und den Freilaufeinrichtungen 65 zu erhöhen, wenn der äußere Ring 61 eine Tendenz zum Leerlaufen zeigt. Die Köpfe der Freilaufeinrichtungen 65 werden somit durch den äußeren Ring in einer solchen Richtung gezogen, daß sie sich in der falschen Richtung neigen.

Falls die Rotationsdrehzahl weiterhin zunimmt, nimmt die Zentrifugalkraft und somit die Reibungskraft, die auf die Freilaufeinrichtungen 65 wirken, auf einen derartigen Wert zu, daß der Halter 63 mit großem Durchmesser aus seiner normalen Phase herausbewegt wird, wodurch das Drehmoment der Schraubenfeder 67 überwunden wird. In diesem Zustand kann der äußere Ring 61 nicht länger leer laufen, weil die Freilaufeinrichtungen 65 mit beiden der zylindrischen Ober­ flächen in der falschen Richtung in Eingriff gebracht wor­ den sind.

Dieses Problem ist lösbar, wenn das Drehmoment der Schrau­ benfeder 67 auf einen größeren Wert eingestellt wird als die zwischen den Freilaufeinrichtungen 65 und dem äußeren Ring 61 aufgrund der Zentrifugalkraft erzeugte Reibungs­ kraft. Wenn sie jedoch auf einen großen Wert eingestellt wird, muß der Rotationswiderstand der Rotationswiderstand- Zufuhreinrichtung 69, welche wirkt, wenn das Fahrzeug zu­ rückgesetzt wird, auf einen sehr großen Wert eingestellt werden, weil letzterer immer größer sein muß als ersterer. Ein extrem großer Rotationswiderstand senkt nicht nur deut­ lich die Lebensdauer der Rotationswiderstand-Zufuhreinrich­ tung, sondern führt auch zur Bildung von Wärme und einem Verlust der Fahrzeug-Fahrleistung.

Nun betrachten wir dieses Problem mit Bezug auf Fig. 18. Falls die Vorspannkraft der Schraubenfeder 67 oder das Fe­ derdrehmoment T relativ klein eingestellt wird, wie durch die Linie (i) von Fig. 18 gezeigt, erscheint ein Bereich I, in dem die Reibungskraft M zwischen den Freilaufeinrichtun­ gen und dem äußeren Ring größer ist als das Federdrehmoment T, wenn sich das Fahrzeug mit einer relativ hohen Geschwin­ digkeit vorwärts bewegt. Wenn andererseits das Federdreh­ moment der Schraubenfeder 67 auf einen relativ großen Wert eingestellt wird, wie durch die Linie (ii) von Fig. 18 ge­ zeigt, so daß das Federdrehmoment T in dem gesamten Ge­ schwindigkeitsbereich des Fahrzeugs immer größer ist als die Reibungskraft M, muß der Rotationswiderstand der Rota­ tionswiderstand-Zufuhreinrichtung, welcher zu wirken be­ ginnt, wenn das Fahrzeug zurückgesetzt wird, auf einen sehr großen Wert eingestellt werden, weil er sogar größer sein muß als das Federdrehmoment T.

Es ist eine erste Aufgabe der Erfindung, eine Rotations­ übertragungsvorrichtung bereitzustellen, die eine mechani­ sche Kupplung verwendet, welche frei von abnormalen Ge­ räuschen ist.

Eine zweite Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rotations­ übertragungsvorrichtung bereitzustellen, die es verhindern kann, daß sich die eingreifenden Elemente in die falsche Richtung neigen, selbst wenn sie mit hoher Drehzahl ro­ tiert, und die eine Einstellung der Drehbeaufschlagung der Drehbeaufschlagungs- Zufuhreinrichtung auf einen niedrigen Wert gestattet.

Um die erste Aufgabe zu lösen, ist gemäß der Erfindung eine Rotationsübertragungsvorrichtung vorgesehen mit einem an­ treibenden Element und einem angetriebenen Element, die drehbar aneinander montiert sind, einer Vielzahl eingrei­ fender Elemente, die zwischen dem antreibenden Element und dem angetriebenen Element angeordnet und ausgelegt sind, um mit den Elementen in Eingriff zu kommen, um sie zusammenzu­ koppeln, einer Haltereinrichtung, die zwischen dem antrei­ benden Element und dem angetriebenen Element montiert ist, um die eingreifenden Elemente voneinander eine vorbestimmte Entfernung in Umfangsrichtung beabstandet zu halten, wobei die Haltereinrichtung und das antreibende Element zusammen­ gekoppelt sind, so daß sie sich zusammen drehen, wobei ein Spiel dazwischen gebildet ist, um es der gesamten oder einem Teil der Haltereinrichtung zu gestatten, sich relativ zu dem antreibenden Element zu drehen, zwei Drehbeaufschla­ gungs-Zufuhreinrichtungen zum Zuführen unterschiedlicher Drehbeaufschlagungen, von denen die eine größer als die an­ dere ist, an die Haltereinrichtung aus unterschiedlichen Richtungen, einer Umschalteinrichtung zum Umschalten der Richtung der an die Haltereinrichtung angelegten Drehbeauf­ schlagung, wenn die Rotationsrichtung des antreibenden Ele­ ments umgekehrt wird, dadurch gekennzeichnet, daß sie wei­ terhin ein zwischen dem antreibenden Element und dem ange­ triebenen Element vorgesehenes elastisches Element aufweist zum Anlegen einer vorbestimmten Drehbeaufschlagung an das antreibende Element und das angetriebene Element, wobei die Drehbeaufschlagung durch das elastische Element größer ist als die kleinere der beiden Drehbeaufschlagungen, welche durch die beiden Drehbeaufschlagungs-Zufuhreinrichtungen an die Haltereinrichtungen angelegt werden.

Um die zweite Aufgabe zu lösen, ist eine Rotationsübertra­ gungseinrichtung vorgesehen, bei der eine der beiden Dreh­ beaufschlagungs-Zufuhreinrichtungen, die eine kleinere Dreh­ beaufschlagung als die andere erzeugt, an das antreibende Element gekoppelt ist, so daß sie sich zusammen mit dem an­ treibenden Element dreht, wobei die eine der beiden Drehbe­ aufschlagungs-Zufuhreinrichtungen mit einem Gewicht Verse­ hen ist, welches dazu dient, die an die Haltereinrichtung angelegte Drehbeaufschlagung zu erhöhen mit einer Zunahme der Zentrifugalkraft, welche auf das Gewicht einwirkt, wenn sich das Gewicht dreht.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das elastische Element zwischen dem antreibenden Element und dem angetriebenen Element vorgesehen. Wenn das Fahrzeug beginnt rückwärts zu fahren und das angetriebene Element sich in der entspre­ chenden Richtung zu drehen beginnt, wird die Drehbeauf­ schlagung des elastischen Elements sowohl an das antrei­ bende Element als auch an das angetriebene Element ange­ legt. Somit wird die Phase der Haltereinrichtung relativ zu dem antreibenden Element über die Rückwärtsfahrt-Position umgeschaltet. Die eingreifenden Elemente werden in der rechten, zum Eingriff kommenden Position unabhängig von der Rotationsrichtung des antreibenden Elements gehalten. Es gibt keine wiederholten Eingriffe und kein wiederholtes Lö­ sen der Eingriffe der Freilaufeinrichtungen, und somit gibt es kein abnormales Geräusch. Andererseits wird gemäß der zweiten Lösung die Drehbeaufschlagung einer der Drehbeauf­ schlagungs-Zufuhreinrichtungen, die ausgelegt sind, um sich zusammen mit dem antreibenden Element zu drehen, auf einen derart kleinen Wert eingestellt, daß sich die eingreifenden Elemente kaum von der einen, zum Eingriff bereiten Position zu der anderen bewegen können. Wenn sich die Rotationsüber­ tragungsvorrichtung zu drehen beginnt, nimmt das drehende Drehmoment mit der Zunahme der Zentrifugalkraft zu, die auf das Gewicht einwirkt. Somit wirkt ein großer Widerstand auf das Halterelement. Betrachtet man die gesamte Drehbeauf­ schlagungs-Zufuhreinrichtung, so ist das drehende Drehmo­ ment klein, während die Rotationsübertragungsvorrichtung im Stillstand ist oder sich mit niedriger Drehzahl dreht, und nimmt graduell in Proportion zu der Zentrifugalkraft zu, wenn ihre Umlaufdrehzahl zunimmt.

Beim Zurückstoßen wird ein Wagen gewöhnlich mit niedriger Geschwindigkeit gefahren, so daß die Drehbeaufschlagung, die durch eine der Drehbeaufschlagungs-Erzeugungseinrich­ tungen erzeugt wird, die ausgelegt sind, um sich mit dem antreibenden Element zu drehen, klein ist. Somit kann die Drehbeaufschlagung der anderen Drehbeaufschlagungs-Zufuhr­ einrichtung ausreichend klein eingestellt werden, vorausge­ setzt daß sie größer ist als das zuerst erwähnte drehende Drehmoment. Ein kleineres drehendes Drehmoment bedeutet längere Lebensdauer der Vorrichtung, weniger Wärmeerzeugung und einen verringerten Verlust an Fahrzeugantriebskraft.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Be­ schreibung mit Bezug auf die begleitende Zeichnung, in wel­ cher:

Fig. 1 eine vertikale vordere Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels ist;

Fig. 2 eine vergrößerte vertikale vordere Schnittansicht eines Teils desselben ist;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III von

Fig. 1 ist;

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV von Fig. 1 ist;

Fig. 5 eine Schnittansicht ist, die einen Betriebszustand der Freilaufeinrichtungen zeigt;

Fig. 6 eine Schnittansicht ist, die einen anderen Betriebs­ zustand der Freilaufeinrichtungen zeigt;

Fig. 7 eine Schnittansicht der in selbigem verwendeten Ein­ weg-Kupplung ist;

Fig. 8 eine vertikale vordere Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels ist;

Fig. 9 eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils dessel­ ben ist;

Fig. 10 eine Vorderansicht der Schaltfeder desselben ist;

Fig. 11 ein Diagramm ist, welches den Einstellbereich des Rotationswiderstands der Schaltfeder und der Rota­ tionswiderstand-Zufuhreinrichtung zeigt;

Fig. 12 eine Vorderansicht ist, die ein anderes Ausfüh­ rungsbeispiel der Schaltfeder zeigt;

Fig. 13 eine Schnittansicht entlang der Linie XIII-XIII von Fig. 12 ist;

Fig. 14 eine vertikale vordere Schnittansicht der Vorrich­ tung vom Stand der Technik ist;

Fig. 15 bis 17 Schnittansichten der Freilaufeinrichtungen in unterschiedlichen Betriebspositionen sind;

Fig. 18 ein Diagramm ist, das den Einstellbereich des Ro­ tationswiderstands durch die Schraubenfeder zeigt; und

Fig. 19 eine schematische Ansicht ist, die zeigt, wie eine Rotationsübertragungsvorrichtung an die Kraftüber­ tragung eines Fahrzeugs montiert ist.

Fig. 1 bis 7 zeigen das erste Ausführungsbeispiel der Er­ findung.

In den Figuren ist ein äußerer Ring 1 ein angetriebenes Element und ein inneres Element 2 ein antreibendes Element. Das innere Element 2 ist in den äußeren Ring 1 durch Lager 18 drehbar montiert.

Wie in Fig. 5 und 6 gezeigt, sind konzentrische zylindri­ sche Oberflächen 10 und 11 an den inneren Randbereich des äußeren Rings 1 und dem äußeren Randbereich des inneren Elements 2 jeweils gebildet. Zwischen den zylindrischen Oberflächen 10 und 11 sind ein Halter 3 mit großem Durch­ messer und ein Halter 4 mit kleinem Durchmesser montiert.

Der Halter 3 mit großem Durchmesser hat an seinem hinteren Ende einen einstückigen Verlängerungsarm 14, der zwischen dem äußeren Ring 1 und dem inneren Element 2 durch Lager drehbar gestützt ist.

Andererseits hat der Halter 4 mit kleinem Durchmesser an seinem vorderen Ende einen gebogenen Abschnitt 15, der ra­ dial nach innen gebogen und in gleitendem Kontakt mit einer Endfläche 2a des inneren Elements 2 gehalten wird. Eine Druckfeder 16 ist zwischen dem gebogenen Abschnitt 15 und einem Haltering 17 montiert. Der gebogene Abschnitt 15 wird gegen die Endfläche 2a des inneren Elements 2 durch die Druckfeder 16 gedrückt, so daß Reibung an dem Kontaktab­ schnitt dazwischen erzeugt wird. Diese Reibungskraft be­ wirkt, daß der Halter 4 mit kleinem Durchmesser sich zusam­ men mit dem inneren Element 2 dreht.

Der Halter 3 mit großem Durchmesser und der Halter 4 mit kleinem Durchmesser sind mit einer Vielzahl jeweils radial gegenüberliegender Taschen 12 und 13 gebildet, in denen Freilaufeinrichtungen 5 als eingreifende Elemente und Fe­ dern 6, um die Freilaufeinrichtungen 5 in Position zu hal­ ten, aufgenommen sind (Fig. 3).

Die Freilaufeinrichtungen 5 haben an ihren inneren und äußeren Randbereichen symmetrische, bogenförmige Endflä­ chen, deren Krümmungsmittelpunkte auf ihrer zentralen Achse angeordnet sind (Fig. 5). Wenn sie zu einer der beiden Sei­ ten geneigt werden, kommen die bogenförmigen Endflächen mit den zylindrischen Oberflächen 10 und 11 in Eingriff, wo­ durch der äußere Ring 1 und das innere Element 2 gegensei­ tig verriegelt werden. Bei den Federn 6 ist ein Ende an dem Halter 3 mit großem Durchmesser gestützt, und sie sorgen für eine Vorspannung an den Freilaufeinrichtungen 5 von beiden Seiten, um sie in ihrer eingreifenden Position zu halten.

Wie in Fig. 4 und 8 gezeigt, trägt der Halter 4 mit kleinem Durchmesser an seinem vorderen Ende einen Anschlagzapfen 32, der mit einem quadratischen Loch 33 in Eingriff ist, welches in dem Halter 3 mit großem Durchmesser gebildet ist, wobei ein Spiel X dazwischen in der Rotationsrichtung übrig ist.

Der Halter 3 mit großem Durchmesser und der Halter 4 mit kleinem Durchmesser sind jeweils mit Schlitzen 34 und 35 ausgebildet, welche sich diametral durch ihre Wände er­ strecken. Eine Schaltfeder 7 in Form eines C-förmigen Rings greift mit ihren beiden Enden in die Schlitze 34 und 35 ein (Fig. 4). Sie dient als eine erste Drehbeaufschlagungs-Zu­ fuhreinrichtung und ist somit in einem in Umfangsrichtung komprimierten Zustand montiert, wie in Fig. 4 und Fig. 5 gezeigt. Sie hat an beiden Enden Klauen 7a und 7b, welche jeweils gegen den Halter 3 mit großem Durchmesser und den Halter 4 mit kleinem Durchmesser gepreßt werden. Die Halter 3 und 4 werden somit in entgegengesetzten Rotationsrichtun­ gen vorgespannt.

Das in der Rotationsrichtung zwischen dem Anschlagzapfen 32 und dem quadratischen Loch 33 vorgesehene Spiel X ist groß genug, daß sich die Freilaufeinrichtungen 5 in jeder der Richtungen zu den in Fig. 5 und 6 gezeigten, zum Eingriff bereiten Positionen neigen können. Die Schaltfeder 7 spannt die Halter 3 und 4 vor, um die Freilaufeinrichtungen 5 in eine der beiden entgegengesetzten Richtungen zu einer der beiden zum Eingriff bereiten Positionen zu neigen.

Eine Einweg-Kupplung 8 ist an dem Verlängerungsarm 14 des Halters 3 mit großem Durchmesser montiert (Fig. 1). Sie dient dazu, eine zweite Drehbeaufschlagungs-Zufuhreinrich­ tung 9 selektiv mit dem Halter 3 großen Durchmessers zu verbinden und sie von ihm zu lösen. Wie in Fig. 7 gezeigt, hat die Einweg-Kupplung 8 einen äußeren Ring 19, der durch Preßpassung in dem hinteren Ende des Verlängerungsarms 14 befestigt ist und an dessem inneren Randbereich mit einer Vielzahl geneigter Nockenoberflächen 20 vorgesehen ist, die in vorbestimmten Intervallen in Umfangsrichtung angeordnet sind. Ein kreisringförmiger Halter 22 ist zwischen dem äußeren Kupplungsring 19 und einem inneren Ring 21 vorgese­ hen. Der Halter 22 hat Taschen, in denen Walzen 23 als ein­ greifende Elemente und Federn 24 aufgenommen sind, welche die Walzen 23 gegen die geneigten Nockenoberflächen 20 und die Oberfläche des inneren Rings 21 vorspannen.

Wenn der Halter 3 mit großem Durchmesser durch das innere Element 2 in der Richtung des Pfeils A in Fig. 7 gedreht wird, treten die Walzen 23 keilartig zwischen die Nocken­ oberflächen 20 und den inneren Ring 21, wodurch der Halter 3 mit großem Durchmesser und der innere Ring 21 der Drehbe­ aufschlagungs-Zufuhreinrichtung 9 gegeneinander verriegelt werden. Wenn im Gegensatz dazu der Halter 3 mit großem Durchmesser in der Richtung des Pfeils B von Fig. 7 gedreht wird, werden die Walzen 23 frei, und der Halter 3 mit großem Durchmesser löst sich von dem inneren Ring 21.

Die Drehbeaufschlagungs-Zufuhreinrichtung 9 hat, wie in Fig. 2 gezeigt, den inneren Ring 21, der einen Flansch 25 hat, und einen Flansch 28 eines Widerstandsgehäuses 27, welches an der Karosserie durch eine Staubabdeckung 26 be­ festigt ist. Der Flansch 28 wird mit dem Flansch 25 bei einem Reibungskontaktabschnitt 29 in Reibungskontakt gehal­ ten, und zwar unter Vorspannung einer zwischen dem Flansch 28 und einem Haltering 30 montierten Scheibenfeder 31.

Eine vorbestimmte Reibungskraft wird an dem Reibungskon­ taktabschnitt 29 durch die Vorspannkraft der Scheibenfeder 31 erzeugt. Die Reibungskraft erzeugt ihrerseits ein Mit­ nahmedrehmoment, welches dazu neigt, die Rotation des inne­ ren Rings 21 bezüglich dem Halter 3 großen Durchmessers zu verlangsamen.

Die bei dem Reibungskontaktabschnitt 29 erzeugte Drehbeauf­ schlagung P2 wird auf einen Wert eingestellt, der größer als die an den Halter 3 großen Durchmessers angelegte Dreh­ beaufschlagung P1, d. h. die Kraft der Schaltfeder 7 ist. Wenn sich somit der Halter 3 mit großem Durchmesser und der innere Ring 21 mit der in Eingriff befindlichen Einweg- Kupplung 8 zusammen zu drehen beginnen, übersteigt die bei dem Reibungskontaktabschnitt 29 erzeugte Drehbeaufschlagung die Vorspannkraft der Schaltfeder 7 und kehrt die Phasenbe­ ziehung des Halters 3 mit großem Durchmesser bezüglich des Halters 4 mit kleinem Durchmesser um.

In diesem Ausführungsbeispiel ist, wie in Fig. 1 gezeigt, ein elastisches Element 36, welches eine Scheibenfeder ist, zwischen einer Endwand 1a des äußeren Rings 1 als dem ange­ triebenen Element und einer Endwand 2a des inneren Ele­ ments 2 als dem antreibenden Element montiert.

Das elastische Element 36 ist zwischen dem äußeren Ring 1 und dem inneren Element 2 in einem komprimierten Zustand montiert, so daß sie voneinander weg vorgespannt werden, damit sie sich zusammen drehen.

Der durch das elastische Element 36 erzeugte Reibungswider­ stand P3 wird so eingestellt, daß er größer ist als die Drehbeaufschlagung P1, welche an den Halter 3 mit großem Durchmesser durch die Schaltfeder 7 angelegt wird (P3 < P1).

Beim Montieren der Rotationsübertragungsvorrichtung A die­ ses Ausführungsbeispiels an der Kraftübertragung des in Fig. 19 gezeigten Fahrzeugs wird ihr inneres Element 2 an die vordere Antriebswelle B gekoppelt, welche von dem Ver­ teilergetriebe C abgezweigt ist, während der äußere Ring 1 an das vordere Differential D gekoppelt ist. In diesem Fall ist die Vorrichtung A so montiert, daß, während sich das Fahrzeug vorwärts bewegt, sich das innere Element 2 in einer solchen Richtung dreht, daß die Einweg-Kupplung 8 ge­ löst wird (Richtung von Pfeil B in Fig. 7), und während das Fahrzeug zurückgesetzt wird, es sich in einer solchen Rich­ tung dreht, daß die Einweg-Kupplung 8 in Eingriff ist (Richtung von Pfeil A in Fig. 7).

Wenn sich das Fahrzeug in diesem Zustand vorwärts zu bewe­ gen beginnt, beginnt sich das innere Element 2, angetrieben durch die Vorderrad-Antriebswelle B, zu drehen. Der mit dem inneren Element 2 einstückige Halter 4 mit kleinem Durch­ messer dreht sich zusammen mit dem inneren Element 2. Der Halter 3 mit großem Durchmesser dreht sich auch zusammen, und zwar vorgespannt durch die Schaltfeder 7. Doch der in­ nere Ring 21 der Drehbeaufschlagungs-Zufuhreinrichtung 9 sowie das Widerstandsgehäuse 27 und die Feder 31 werden stationär gehalten, weil die Einweg-Kupplung 8 nicht in Eingriff ist.

Wenn im Gegensatz dazu das Fahrzeug beginnt, im Vierrad-An­ triebsmodus zurückgesetzt zu werden (wobei nämlich die dre­ hende Kraft von dem inneren Element eingegeben wird), be­ ginnen das innere Element 2 und der Halter 4 mit kleinem Durchmesser sich zusammen zu drehen, und der Halter 3 mit großem Durchmesser dreht sich auch zusammen mit dem Halter 4 kleinen Durchmessers unter Vorspannung durch die Schalt­ feder 7. In dem Augenblick, in dem sich der Halter 3 mit großem Durchmesser in dieser Richtung zu drehen beginnt, sperrt die Einweg-Kupplung 8, so daß sich der innere Ring 21 zusammen mit dem Halter 3 großen Durchmessers zu drehen beginnt.

Da die bei dem Reibungskontaktabschnitt 29 erzeugte Drehbe­ aufschlagung P2 größer ist als die durch die Schaltfeder 7 erzeugte Drehbeaufschlagung P1, eilt der Halter 3 mit großem Durchmesser bezüglich des Halters 4 mit kleinem Durchmesser aufgrund des Widerstands der Drehbeaufschla­ gungs-Zufuhreinrichtung 9 hinterher. Die Freilaufeinrich­ tungen 5 werden somit in der der obigen entgegengesetzten Richtung geneigt, bis sie bereit sind, mit den zylindri­ schen Oberflächen 10, 11 wieder in Eingriff zu kommen. Dar­ aufhin dreht sich der Halter 3 mit großem Durchmesser wei­ ter, wobei die Freilaufeinrichtungen 5 in der zum Eingriff bereiten Position gehalten werden.

Während das Fahrzeug in dem Zweirad-Antriebsmodus zurückge­ setzt wird (wobei nämlich die drehende Kraft von dem äuße­ ren Ring 1 eingegeben wird), werden das innere Element 2 und der Halter 4 mit kleinem Durchmesser zusammen mit dem äußeren Ring 1 gedreht aufgrund des durch die Vorspannkraft des elastischen Elements 36 erzeugten Reibungswiderstands. In der Zwischenzeit wird das Drehmoment von der Drehbeauf­ schlagungs-Zufuhreinrichtung 9 an den Halter 3 mit großem Durchmesser angelegt, wodurch seine Bewegung eingeschränkt wird. Es wird auch der durch die Vorspannkraft des elasti­ schen Elements 36 erzeugte Reibungswiderstand so einge­ stellt, daß er größer als die Kraft der Schaltfeder 7 ist.

Wenn somit ein drehendes Moment von dem äußeren Ring 1 an das innere Element 2 durch die Freilaufeinrichtung 5 ange­ legt wird, beginnen sich das innere Element 2 und der Hal­ ter 4 mit kleinem Durchmesser durch den Widerstand zu dre­ hen, welcher durch die Vorspannkraft des Elements 36 er­ zeugt wird, wodurch die Halter 3 und 4 relativ zueinander bewegt werden, bis die Freilaufeinrichtungen 5 in die zum Eingriff bereite Rückwärtsfahrt-Position geneigt werden. Sobald die Freilaufeinrichtungen in diese Position geneigt sind, überholt der äußere Ring 1 das innere Element 2 selbst wenn der äußere Ring 1 sich weiterhin in der glei­ chen Richtung dreht, wodurch die Freilaufeinrichtungen in der zum Eingriff bereiten Position gehalten werden. Es kommt nämlich bei den Freilaufeinrichtungen niemals zu einem wie­ derholten Eingriff und Lösen des Eingriffs, und somit gibt es keinen abnormalen Lärm.

Ebenfalls aufgrund der zwischen dem äußeren Ring 1 und dem inneren Element 2 durch das elastische Element 36 erzeugten Drehbeaufschlagung wird das innere Element 2 zusammen mit dem äußeren Ring 1 gedreht, während sich das Fahrzeug in dem Zweirad-Antriebsmodus mit blockierten Vorderradnaben vorwärts bewegt. Mit anderen Worten, es drehen sich beide Elemente in diesem Zustand mit der gleichen Drehzahl, so daß es weniger wahrscheinlich ist, daß die Freilaufeinrichtun­ gen 5 an dem äußeren Ring 1 und dem inneren Element rut­ schen. Dies vermindert den Abrieb der Freilaufeinrichtungen 5.

Durch das Vorhandensein des elastischen Elements 36 wirken axiale Federkräfte auf den äußeren Ring 1 und das innere Element 2 in einer solchen Weise, daß sie axiale Vorbela­ stungen auf die Lager 37 und 38 ausüben, welche die Lager 3 mit großem Durchmesser stützen. Derartige Vorbelastungen dienen dazu, radiale Spalte in den Lagern 37, 38 zu elimi­ nieren. Dies verbessert die Auswuchtung der Rotation der Lager, was wiederum zu verringerten Vibrationen führt.

Fig. 8 bis 10 zeigen das zweite Ausführungsbeispiel. Das zweite Ausführungsbeispiel ist in seiner Struktur im we­ sentlichen das gleiche wie das erste Ausführungsbeispiel. Der einzige Unterschied ist die Form der Schaltfeder als der ersten Drehbeaufschlagungs-Zufuhreinrichtung.

Wie in Fig. 9 und 10 gezeigt, trägt die Schaltfeder 7 die­ ses Ausführungsbeispiels an beiden Seiten ein Paar diame­ tral gegenüberliegender Gewichte 41 und 42. Es wirkt eine Zentrifugalkraft auf die Gewichte 41 und 42, während sich die Schaltfeder 7 zusammen mit den Haltern 3 und 4 (und so­ mit dem inneren Element 2) dreht, wodurch die Schaltfeder 7 gespreizt und ihre Federkraft erhöht wird.

In diesem Zustand ist die durch die Schaltfeder 7 auf die Halter 3 und 4 ausgeübte Federkraft gleich der Summe aus der inhärenten Vorspannungskraft der Schaltfeder und der zusätzlichen durch die Zentrifugalkraft erzeugten Kraft, welche auf die Gewichte 41, 42 wirkt. Somit kann die auf den Halter 3 mit großem Durchmesser wirkende Drehbeauf­ schlagung P1, welche gleich der oben erwähnten Federkraft ist, kleiner gehalten werden als die Drehbeaufschlagung P2 der Drehbeaufschlagungs-Zufuhreinrichtung 9 und größer als die Reibungskraft M gehalten werden, welche zwischen den Freilaufeinrichtungen 5 und dem äußeren Ring 1 einwirkt (M < P1 < P2), während das Fahrzeug mit langsamer Geschwindig­ keit zurückgesetzt wird, wobei die Freilaufeinrichtungen wie in Fig. 6 gezeigt geneigt sind.

Die Gewichte 41 und 42 müssen schwer genug sein, so daß die Drehbeaufschlagung P1 durch die Schaltfeder 7 die Drehbe­ aufschlagung P2 der Drehbeaufschlagungs-Zufuhreinrichtung 9 übersteigt (P1 < P2), wenn die Rotationsdrehzahl der Schaltfeder 7 auf einen ausreichend hohen Wert angestiegen ist.

Während das in Fig. 19 gezeigte Fahrzeug sich vorwärts be­ wegt, wobei die Rotationsübertragungsvorrichtung A dieses Ausführungsbeispiels an seiner Kraftübertragung montiert ist, wird die Einweg-Kupplung 8 ausgekoppelt gehalten, so daß nur die Drehbeaufschlagung der Schaltfeder 7 auf den Halter 3 mit großem Durchmesser zum Ändern der Phase der Freilaufeinrichtungen 5 einwirkt. Während das Fahrzeug zu­ rückgesetzt wird, wirkt der bei dem Reibungskontaktab­ schnitt 29 erzeugte Gleitwiderstand auf den Halter 3 ein, wodurch die Vorspannkraft der Schaltfeder 7 überwunden wird. Wenn sich nämlich der Wagen, wie in Fig. 11 gezeigt, vorwärts bewegt, nimmt die Drehbeaufschlagung der Schaltfe­ der 7 graduell mit der Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Rotationsdrehzahl des inneren Elements zu, und zwar aufgrund der zunehmenden Zentrifugalkraft, die auf die Ge­ wichte 41, 42 wirkt. Somit wird die Drehbeaufschlagung der Schaltfeder 7 immer größer gehalten als die Reibungskraft M zwischen den Freilaufeinrichtungen und dem äußeren Ring, die auch mit der Zunahme der Umdrehungsdrehzahl des inneren Elements zunehmen. Somit wird verhindert, daß die Freilauf­ einrichtungen 5 in die falsche Richtung geneigt werden.

Die Drehbeaufschlagung P1 der Schaltfeder 7, welche unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft zunimmt, verbleibt auf einem niedrigen Wert, während das Fahrzeug im Stillstand ist oder mit niedriger Geschwindigkeit zurückgesetzt wird. Somit kann die bei dem Reibungskontaktabschnitt 29 erzeugte Drehbeaufschlagung P2, welche auf einen größeren Wert als die Drehbeaufschlagung P1 eingestellt werden muß, auf einen niedrigen Wert eingestellt werden. Dies ermöglicht es, die Federkraft der Scheibenfeder 31 zu verringern und somit die Erzeugung von Wärme und Abrieb bei dem Reibungskontaktab­ schnitt zu verringern.

In dem obigen Ausführungsbeispiel werden die Gewichte 41 und 42 mit der Schaltfeder 7 einstückig vorgesehen. Doch können sie getrennte Körper sein, unter der Voraussetzung, daß die Schaltfeder durch die Zentrifugalkraft, welche auf die Gewichte wirkt, auseinandergespreizt wird. Fig. 12 und 13 zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel, in welcher die Schaltfeder zwei halbkreisförmige Gewichte 50, 51 aufweist. Ein Ende eines Gewichts ist schwenkbar an das eine Ende des anderen Gewichts mit Hilfe eines Zapfens 52 gekoppelt. Klauen 53 und 54 sind an den anderen Enden der jeweiligen Gewichte 50, 51 vorgesehen. Eine Schraubenfeder 55 ist an den Zapfen 52 montiert, wobei ihre beiden Enden mit den je­ weiligen Gewichten 50, 51 in Eingriff gehalten werden, um sie in einer solchen Richtung vorzuspannen, daß sie aufge­ spreizt sind. In dieser Anordnung nimmt die Vorspannkraft der Schaltfeder 7 mit der Zunahme der Umdrehungsdrehzahl der Schaltfeder 7 zu, und somit nimmt die Zentrifugalkraft, die auf die Gewichte 50, 51 wirkt, zu, weil die Vorspann­ kraft der Schaltfeder gleich der Summe ihrer Federkraft und der Zentrifugalkraft ist.

In jedem der obigen Ausführungsbeispiele sind die eingrei­ fenden Elemente nicht auf den oben offenbarten Typ be­ grenzt, d. h. den Typ, der zum Eingriff kommen kann, wenn er in einer der beiden Richtungen geneigt ist, sondern kön­ nen auch von dem Typ sein, der nur dann zum Eingriff kommen kann, wenn er in einer Richtung geneigt ist. In diesem Fall müssen die benachbarten Freilaufeinrichtungen symmetrisch angeordnet, d. h. zueinander entgegengesetzt ausgerichtet werden.

Die eingreifenden Elemente können auch Walzen anstelle von Freilaufeinrichtungen sein. In diesem Fall müssen eingrei­ fende Oberflächen an den gegenüberliegenden Oberflächen des äußeren Rings und des inneren Elements vorgesehen sein.

Claims (2)

1. Rotationsübertragungsvorrichtung mit einem antreibenden Element (2) und einem angetriebenen Element (1), die dreh­ bar aneinander gelagert sind, einer Vielzahl eingreifender Elemente, die zwischen dem antreibenden Element (2) und dem angetriebenen Element (1) angeordnet und ausgelegt sind, um mit den Elementen in Eingriff zu kommen, um sie zusammenzu­ koppeln, einer zwischen dem antreibenden Element (2) und dem angetriebenen Element (1) montierten Haltereinrichtung (3, 4), um die eingreifenden Elemente auf einen vorbestimm­ ten Abstand in Umfangsrichtung voneinander beabstandet zu halten, wobei die Haltereinrichtung (3, 4) und das antrei­ bende Element (2) miteinander gekoppelt sind, um sich zu­ sammen zu drehen, wobei dazwischen ein Spiel ausgebildet ist, um es der gesamten oder einem Teil der Haltereinrich­ tung (3, 4) zu gestatten, sich relativ zu dem antreibenden Element (2) zu drehen, zwei Drehbeaufschlagungs-Zufuhrein­ richtungen (7, 9) zum Zuführen unterschiedlicher Drehbeauf­ schlagungen, wovon die eine größer ist als die andere, an die Haltereinrichtung (3, 4) aus entgegengesetzten Richtun­ gen, und einer Umschalteinrichtung zum Umschalten der Rich­ tung der an die Haltereinrichtung (3, 4) angelegten Drehbe­ aufschlagung, wenn die Rotationsrichtung des antreibenden Elements (2) umgekehrt wird, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin ein zwischen dem antreibenden Element (2) und dem angetriebenen Element (1) vorgesehenes elastisches Element aufweist zum Anlegen einer vorbestimmten Drehbeaufschlagung an das antreibende Element (2) und das angetriebene Element (1), wobei die Drehbeauf­ schlagung durch das elastische Element größer ist als die kleinere der beiden durch die beiden Drehbeaufschlagungs- Zufuhreinrichtungen (7, 8) angelegten Drehbeaufschlagungen.

2. Rotationsübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diejenige der beiden Drehbeauf­ schlagungs-Zufuhreinrichtungen (7, 9), welche eine kleinere Drehbeaufschlagung als die andere erzeugt, an das antrei­ bende Element (2) gekoppelt ist, um zusammen mit diesem zu rotieren, und daß diese Drehbeaufschlagungs-Zufuhreinrich­ tung (7, 8) mit einem Gewicht (41, 42) versehen ist, wel­ ches dazu dient, die an die Haltereinrichtung (3, 4) ange­ legte Drehbeaufschlagung zu erhöhen durch eine Erhöhung der Zentrifugalkraft, welche auf das Gewicht (41, 42) wirkt, wenn sich das Gewicht dreht.