KR100309653B1 - 동력전환 변속기 특히 2단-유성변속기 - Google Patents

동력전환 변속기 특히 2단-유성변속기

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KR100309653B1 KR1019960704291A KR19960704291A KR100309653B1 KR 100309653 B1 KR100309653 B1 KR 100309653B1 KR 1019960704291 A KR1019960704291 A KR 1019960704291A KR 19960704291 A KR19960704291 A KR 19960704291A KR 100309653 B1 KR100309653 B1 KR 100309653B1
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Abstract

본 발명은 동력전환이 가능한 2단-변속기에 관한 것이다. 이 변속기는 유성기어(3)로 구성되어 있다. 양단 변속은 2개의 마찰크러치(9)와 (10)으로 유압에 의하여 개폐 가능하다. 최소한 마찰크러치들(9)나 (10)중의 하나에는 후진-또는 고단변속시에 전 닫힘하중이 마찰요소들에 작용하는 것을 억제하는 수단이 설치되어 있다. 이를 위하여 축압기(30)가 사용되는데 이에 의하여 토르크 변화가 생긴다. 동력차단을 억제하고 특히 불쾌감을 주는 무리한 변속을 피하기 위하여 압실(17) 또는 (23)에 이르는 도관(18) 또는 (24)에 축압기(30)가 연결되어 있다. 이것은 하나의 시린더(32)와 하나의 피스톤(33)으로 구성되어 있다. 피스톤에는 역지변(28)이 병렬로 연결된 교축밸브(29)와 함께 달려 있다.

Description

동력전환 변속기 특히 2단 유성-변속기
본 발명은 동력전환 변속기에서 특히 유성 감속기로 되어 있는 2단-변속기에 관한 것이다.
본 변속기의 변속은 유압으로 작동되는 마찰크러치로 행해진다. 마찰크러치들의 마찰요소들(내외판)은 스프링 하중에 의하여 닫혀지고 오일 압력에 의하여 열려진다.
WO 89/08796에 공지된 동력전환 변속기의 경우에는 2단 변속이 가능하다. 변속시 마찰크러치들은 (이 마찰크러치의 하나는 브레이크 역할을 한다) 교대로 개폐가 된다. 마찰크러치의 닫힘은 접시형 스프링으로 행하여진다. 양 마찰판들이 압력을 받지 않고 즉 닫혀 있으면 구동 및 종동측은 봉쇄된다 (파킹 브레이크).
접시형 스프링의 비교적 큰 하중으로 인하여 압축매체(유압유)는 각 압실로부터 아주 짧은 시간내에 탱크로 배출된다. 마찰크러치를 여는데 소요되는 시간은 압축매체원(펌프)의 송출량에 좌우된다.
압실에 이르는 도관에 병렬로 연결된 교축밸브와 함께 역지변(逆止弁)을 설치함으로서 마찰크러치의 개폐가 교대로 이루어지도록 한 바 닫힐 마찰크러치가 우선 닫혀 있으면 열릴 마찰크러치는 열려 있도록 보장될 수 있다.
교축밸브 주위에 보완된 역지변들은 열려 있을 때 오일이 지장없이 각 압실로 흐를 수 있게 되어 있다. 닫힐 경우 압실에서 밀려난 오일은 감압되어 탱크로배출된다.
언급한 밸브에 의하여 닫힘 시점이 영향을 받을 수 있다. 닫힘과정자체, 즉 마찰크러치의 시간적 토르크 수용은 이 때문에 영향을 받지 아니한다. 닫힘 방향으로 마찰요소들에 작용하는 피스톤이 유격(열린상태에서 마찰크러치의 내외 원판 간격의 합)을 제거하는 즉시 마찰요소들에 의하여 전달되는 토르크는 순간적으로 최대치에 이르도록 증대한다.
닫힘과정은 아주 짧은 시간내에 이루어 짐으로 특히 이는 2단 후진시 일단에서 특히 불쾌감을 주는 무리한 변속감을 준다.
본 발명의 기초가 된 특허출원인(여)의 오래된 미공개 제안(국제 특허 출원 PCT/EP 93/02421)은 변속시 우선 전 접촉 하중이 마찰크러치의 마찰요소에 작용하는 것을 억제하는 수단에 대하여 다루고 있다. 이에 따라서 특히 토르크 변화가 영향을 받아서 무리한 변속이 피해진다.
본 발명은 후진-또는 고단 변속시 압력-과 토르크 변화 과정을 더욱 개선하기 위한 목적을 기초로 하고 있다.
설정 목적은 동력전환 변속기 특히 유성기어로 형성된 2단 변속기로서 그의 마찰요소들이 스프링 하중에 의하여 닫혀지고 오일 압력에 의하여 열려지게 되어 있는 최소한 한개의 마찰크러치와 하나의 압실에 이르는 도관, 여기에 축압기가 들어 있는바 한개 시린더와 스프링 하중을 받는 피스톤이 역지변 및 이에 병렬로 연결된 교축밸브와 함께 달려 있다.
이로 인하여 우선 마찰요소들의 "0" 또는 "0"값에 근접하게 감소된 유격에서작용되는 것이 억제된다. 더욱이 축압기가 마찰크러치의 압실에 이르는 도관에 위치해 있어서 마찰크러치가 닫히는 동안 토르크 흡수개시 까지의 단계가 단축된다. 따라서 장력 중절이 사실상 일어나지 않는다.
우수한 류형의 예를 보면 피스톤은 마찰크러치가 열려 있을 경우 축압기는 축압기 용적의 최소가 되는 위치를 점하고 있다.
마찰크러치가 열려 있을 때 축압기는 사실상 비어있는 상태임으로 아주 유리한 방법으로 마찰크러치의 닫히는 개시로 즉 탱크와 연결된 도관과 닫힌 역지변에 의하여 즉시 압실에 남아 있는 일부 오일은 축압기로 전달이 가능하다. 축압기는 이때 축압기 용적의 최대치를 가지게 된다.
나머지 압실에 잔유한 압축매체가 마찰크러치의 닫힘 작용의 연속적인 과정에서 교축밸브를 통하여 배출될 때 점진적인 토르크변화 과정이 이에 따르게 된다.
특히 장점을 든다면 마찰크러치가 열려 있을때의 최대 축압기 용적에 대한 압실 용적비는 대략 2 : 1로 정해진다는데 있다. 양 체적의 적당한 비를 택함으로서 토르크 흡수의 개시점에 이르는 시간을 간단히 조정 할 수 있다.
또한 발명의 중요한 특징과 이의 결과로 나타난 장점들은 다음 류형예들의 설명에서 추정할 수 있다.
제 1도는 동력전환 변속기의 약도단면 및 변속기 접속에 필요한 요소들,
제 2도는 제 1도의 동력전환 변속기의 또다른 접속위치,
제 3도는 후진 -/고단변속시 시간에 따른 압력변화를 나타내는 도표.
제 4도는 후진-/고단변속시 토르크 변화를 나타내는 도표.
제 1도의 단면 약도로 제시된 변속기의 경우는 유압조작에 의한 2단-변속기이다. 하우싱(1) 내에서 구동축(2)의 회전이 가능하도록 지지되어 있다. 구동축(2)은 그 자체가 제시되어 있지 않은 구동모터에 의하여 구동된다. 이 경우 예컨대 무단변속 유압 모터나 또는 전동모터가 될 수 있다. 유압 개폐 변속기는 특히 유성치차(3)로 구성되어 있다. 유성치차(3)는 하나의 내치차(4), 하나의 외치차(5), 다수와 유성치차들(6) 및 하나의 유성캐리어(7)로 각각 구성되어 있다. 유성치차들(6)은 유성캐리어(7)에서 회전이 가능하도록 지지되어 있으며 한편 유성캐리어는 종동축(8)과 연결되어 함께 돌아간다. 종동축(8), 그 자체는 제시되어 있지 않은 평치차에 의하여 구동 연결이 될 수 있으며 이에 의하여 기어로더나 이와 동등한 치차들을 구동시키기 위한 종동축이 구동된다.
동력전환 변속의 양단들은 2개의 마찰크러치(9)와 (10)에 의하여 유압식으로 개폐된다. 이 경우 외향마찰크러치(10)는 특히 내향마찰크러치(9)에 대하여 동심으로 되어 있으며 제동역할을 한다. 브레이크로서의 그의 기능에도 불구하고 이 부품은 마찰크러치라 칭한다.
외치차(5)는 2개의 원판 캐리어(11)과 (12)을 가지고 있다.
특히 이러한 원판 캐리어(11)과 (12)는 외향 센타치차(5)와 함께 일체형으로 제작되어 있다.
도면에서 내부에 들어 있는 원판 캐리어(11)는 마찰크러치(9)의 외부원판(13)과 알려진 방법으로 연결되어 함께 들어가면서 축방향으로 이동이 된다. 이에속한 내향원판(14)은 알려진 방법으로 구동축(2)과 연결되어 함께 돌아가며 축상에서 이동이 가능하다.
하우싱(1)내에는 화분형 피스톤(15)이 축방향으로 이동할 수 있게 들어 있다. 이 피스톤은 다수의 접시형 스프링(6)에 의하여 마찰크러치(9)의 내,외 원판(13) 및 (14)의 닫힘 방향으로 밀리도록 하중을 받게 되어있다. 피스톤(15) 내부에는 압실(17)이 있어서 여기에 일차도관(18)이 연결되고 이를 통하여 압력매체 예컨대 오일이 공급 또는 배출된다.
이제까지 언급한바에 따라서 마찰크러치(9)는 압실(17)에 압력이 걸려 있지 않으면 피스톤(15)을 누르는 접시형 스프링(16)의 하중에 의하여 우측방향으로 밀려서 닫힌다. 이에 반하여 압실(17)이 압력매체에 의하여 가압이 되면 마찰크러치(9)는 접시형 스프링(16)의 하중을 여겨서 열리는데 즉 피스톤(15)은 도면에서 볼 때 좌측으로 움직인다.
마찰크러치(10)의 마찰요소들은 외부센터치차(5)의 원판캐리어(12)에서 지지되어 있는 내원판(19)과 하우싱(1)내에서 알려진 방식대로 배열되어 있는 외원판(20)으로 구성되어 있다. 마찰크러치(10) 개폐를 위하여서는 또다른 피스톤(21)이 설치되어 있는데 이것은 하우싱(1)내에서 축방향을 따라 섭동이 되며 접시형 스프링(22)에 의하여 가해지는 하중에 작용한다. 도관(24)은 축압기(30)로부터 압실(23)에 이른다.
도면에서 보는 바와같이 마찰크러치(9)는 닫힌 상태로 있는 한편 마찰크러치(10)는 열려 있다. 이것은 2단으로 연결되어 있는 상태이다. 구동축의 토로크가 일부는 닫혀진 마찰크러치(9)와 외부센터치차(5)를 거쳐 유성치차(6)로전달되고 일부는 내센터치차(4)를 거쳐 유성치차(6)로 전달된다. 이리하여 유성치차 캐리어(7)는 합성하중을 종동축(8)에 전달한다.
도관(18) 및 (24)는 4/2-절환밸브로 구성되어 있는 밸브(25)에 의하여 펌프(26)나 탱크(27)와 연결이 가능하다. 도관(18)에는 도면에 제시된 바와같이 절환밸브(25)와 압실(17)간에 역지변이 열릴 수 있으며 이에 교축변이 병렬로 연결이 된다. 역지변은 압축오일로 압실(17)에 지장이 없이 가압을 허용하는 한편 압실(17)에서 탱크(27)로 귀환 오일이 감압이 된다.
도관(24)은 앞에 설명된 형태와는 다르다. 이 도관의 일차부분은 축압기(30)에 접속되어 있다.
축압기(30)는 주로 시린더(32)로 구성되고 그 안에 피스톤(33)이 축방향으로 이동하도록 되어 있다.
피스톤(33)은 예컨대 나선형-압축스프링(34)에 의하여 스프링 하중을 받고 있다. 피스톤(33)은 축압기(30)를 두개의 공간으로 나눈다. 일차 도면상 좌측공간 (그안에 코일압축 스프링 수용)에서 도관(24)의 일차부품과 통해 있다.
2차 도면상 우측공간에 의하여 도관(24)의 2차 부품은 마찰크러치(10)의 압실(23)과 통해 있다. 예컨대 도관(24)의 1,2차측은 관로(31)에 의해서 서로 통해 있다. 관로(31)는 예컨대 피스톤(33)을 관통하는 구멍으로 될 수 있다. 관로(31)는 도관(24)의 구성부로 해석될 수 있다.
피스톤내 보다 정확히 말한다면 관로(31)내에 역지변(28)이 병렬로 연결된 교축밸브(29)가 규합되어 있다. 마찰크러치가 열리면(제 1도 참조) 압력 매체는 펌프(26)로부터 절환밸브(25)를 경우 축압기(30)로 흐르며 관로(31)를 거쳐서 역지변(28)이 열려 있으며 압실(23)로 흐른다.
피스톤(33)은 그의 도시된 좌-측 끝단위치를 취한다.
이 위에서는 사실상 축압기(30)내에 압축매체가 전혀 저장되어 있지 않다. 마찰크러치(10)는 열리고 2단으로 된다
2단에서 1단으로 후진하면 절환밸브(25)는 그의 절환위치를 바꾸어 제 2도에 제시된 절환위치를 취한다. 도관(18)은 펌프(26)와 연결이 된다. 후진하면 압실(17)은 압축매체로 채워진다. 피스톤(15)은 접시형 스프링(16)의 하중을 이겨서 좌측으로 이동한다. 마찰 크러치(9)가 열린다.
절환밸브(25)의 절환위치를 바꿈으로서 즉시 마찰크러치(10)의 압실(23)내에 들어 있는 압축매체의 일부체적이 좌측에 있는 축압지(30)의 시린더 공간으로 옮겨 진다.
축압기 용적(35)은 사실상 지체없이 최대에 이른다. 압실에 아직 남아있는 압축매체 용적은 대략 당초용적의 1/2이며 기타는 방출된다.
축압기는 즉시 당초용적의 1/2정도를 받아들인다. 이때 마찰크러치(10)의 마찰요소들(내외 원판(19) 및 (20))은 상호 유격이 최종 "0" 값을 가질때까지 이동하여 접하게 된다. 이러한 변속상태는 제 2도에 제시되어 있다.
마찰요소들의 유격이 "0"의 값으로 줄어들 때 마찰크러치(10)가 순간적으로 전 회전토르크를 전달하는 것을 억제하기 위하여 축압기 내에 들어 있는 압축매체는(축압용적(35))에서 이제는 (역지변(28)이 닫힘) 교축밸브(29)와 도관(24)을 경유하여 탱크(27)로 배출된다. 시간의 변화는 코일압력 스프링(34)과 교축밸브(29)를 설치함으로서 영향을 받는다. 축압기(30)는 압실(23)과 역지변(28) 사이의 도관(24)내에 지지압력이 유지되도록 지지기능 역할을 한다. 이러한 지지압력은 순간적이 아니고 점진적인 축압기(30)내 압축오일의 유출에 의하여 교축밸브(29)를 거쳐 감소된다.
이러한 지지압력의 점진적인 감소로 인하여 마찰크러치(10)는 점진적인 변화를 거치면서 최종에 이르러 완전히 닫힌다. 이러한 변화과정에 있어서 (마찰크러치(10)의 마찰요소들의 미끄럼 단계) 피스톤(33)은 코일압축 스프링(34)의 하중을 받아 축압기용적(35)이 그의 최저치에 도착할 때 까지 좌측으로 움직인다. 접시형 스프링(22)은 피스톤(21)을 그의 최종 닫힘 위치로 옮겨 준다.
제 3도에 의한 도표에서 시간에 대한 압력변화를 추정할 수 있다. 시점(t1)에서 후진이 행해진다. 절환밸브(25)가 전환된다. 점선은 압실(23)내의 압력변화이다. (t1)시점으로부터 (t2)시점 까지에서 축압기 용적(35)이 형성된다. 따라서 동력차단과정 (시간 t1 내지 t2)은 아주 짧다. (t2)에서 (t3에)이르기까지의 시간에 마찰크러치(10)는 점진적인 압력형성에 의해서 닫혀짐으로 변속 과정이 완만하다. 시점(t3)부터는 압실(23)내 압력이 신속히 "0"으로 떨어진다.
제 4도에 따른 도표에서 복귀전환시의 토르크변화를 추정할 수 있다.
닫히는 마찰크러치(10)의 토르크 흡수는 (t2)시점부터 개시된다.
축압기가 없으면 토르크증대-보다 지체는 시점까지 즉 동력차단의 보다 긴 시간으로서 대단히 가파르게 변화하는데 이것은 쇄선에 의해서 제시된 바와 같다.
닫히는 과정은 보다 다양한 관점에서 영향을 받을 수 있다. 시간적인 변화는 교축밸브(29)의 단면변경으로 가능하다. 닫힘과정은 코일압축 스프링(34)의 특성곡선의 형상(물론 다른 적절한 스프링의 적용 가능)과 축압기 용적(35)에 의하여 영향을 받을 수 있다.
본 발명은 회전 마찰크러치에도 적용 가능하다.
결론적으로 발명에 의한 구조는 후진의 경우에는 물론이고 고단 변속의 경우에도 동일하게 적용될 수 있음을 지적 할 수 있다.

Claims (5)

  1. 동력전환 변속기 특히 유성 변속기(3)로 구성된 2단-변속기에 있어서,
    그의 마찰요소들(13)(14) 또는 (19)(20)이 스프링 하중(16)(22)에 의하여 닫히고 오일압력에 의하여 열려지는 최소한 하나의 마찰크러치(19) 또는 (10)과 압실(17) 또는 (23)과 연결되어 있는 도관(18) 또는 (24)를 가지고 있으며 여기에 축압기(30)가 설치되어 있는데 이것은 한개 시린더(32)와 한개의 스프링 하중을 받는 피스톤(33)이 한개 역지변(28)과 이에 병렬로 연결된 교축밸브(29)와 더불어 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 변속기.
  2. 제 1항에 있어서,
    피스톤(33)은 마찰크러치(9) 또는 (10)이 열려 있을때에는 축압기가 축압기용적(35)의 최소 위치가 되는 것을 특징으로 하는 변속기.
  3. 제 1항에 있어서,
    탱크(27)와 연결되는 도관(18) 또는 (24)가 역지변(28)이 닫혀 있을 경우 마찰크러치(9) 또는 (10)은 닫히기 시작하면서 압실(17) 또는 (23)내에 있는 압축매체의 일부가 축압기(30)로 이동되는바 이때 축압기(30)는 축압기 용적(35)의 최대치를 가지는 것을 특징으로 하는 변속기.
  4. 제 3항에 있어서,
    잔여 압실(17) 또는 (23)내에 남아 있는 압축매체는 마찰크러치(9) 또는 (10)의 점진적인 닫힘 이동중에는 교축밸브(29)를 거쳐 배출되는 것을 특징으로 하는 변속기.
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    마찰크러치(9) 또는 (10)이 열려 있을 경우 최대 축압기 용적(35)에 대한 압실(17) 또는 (23)의 용접비는 약 2 : 1이 되는 것을 특징으로 하는 변속기.
KR1019960704291A 1994-02-19 1995-02-14 동력전환 변속기 특히 2단-유성변속기 KR100309653B1 (ko)

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