KR100370904B1 - 변속기의변속장치 - Google Patents

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Abstract

적어도 두 개의 변속 요소(싱크로나이저 커플링)의 동시 작동에 의해 기어단을 넣거나 빼는 변속기의 변속장치는 가이드 트랙을 구비하고 변속축 상에 배치된 두 개의 로터 요소를 포함한다. 두 개의 로터 요소들 중의 하나는 회전에 대해 고정되지만 축방향으로 이동하게 변속축에 연결되어 다른 로터 요소에 대해 이동한다.

Description

변속기의 변속 장치
개별 변속단들이 복수의 기어 쌍의 상호 작용(그룹 변속)에 의하여 변속되는 변속기가 DE-42 05 671 A1에서 공지되어 있다. 변속 과정을 위해 두 싱크로나이저 과정의 작동이 요구된다. 가능한 짧은 시간 내에 변속 과정을 수행할 수 있도록, 두 싱크로나이저 과정은 가능한 동시에 이루어져야 한다.
변속기의 변속 요소(싱크로나이저 커플링)들이 변속 포크(fork)에 의해 이동되어 다시 회전 운동하는 변속 롤러에 의해 변위되는 변속 장치가 EP 0 547 007 A1에서 공지되어 있다. 더욱이, 변속 포크의 가이드 아암은 변속 롤러의 가이드 트랙 내에서 이동된다. 가이드 아암과 가이드 트랙의 상호 작용을 통해, 변속 롤러의 회전 운동은 변속 포크의 축방향 변위로 변환된다. 그러한 변속 장치에서, 변속기의 복수의 변속 포크들은 변속 롤러의 서로 나란히 연장되는 가이드 트랙들 내에서 안내되어 이동되며, 두 개의 변속 포크와 두 개의 싱크로나이저 커플링의 동시 이동이 쉽게 가능한 것은 아니다. 구조 공차 및 제조 공차로 인하여 싱크로나이저 커플링들 또는 변속 포크들의 작동 경로가 완전히 동일하지 않기 때문에, 하나의 싱크로나이저 커플링은 이미 완전히 결합된 반면 다른 싱크로나이저 커플링은 완전한 작동 경로를 이동하지 못 하게 될 수 있다. 정확한 작동을 위해 필요한 가이드 트랙 내의 가이드 아암의 좁은 가이드로 인하여 공차 조정이 불가능하다.
본 발명은 청구범위 제1항의 전제부에 따른 변속기의 변속 장치에 관한 것이다.
도1은 변속기의 개략도이다.
도2는 변속 장치의 부분 단면도이다.
본 발명의 목적은 적어도 하나의 기어단 변속을 위해 두 개의 변속 요소(싱크로나이저 커플링)들이 동시에 이동되어야 하는 변속기에 대한 변속 작동을 개선하는 것이다. 변속 과정은 확실하게 실행되어야 하며, 구조 공차 및 제조 공차로 인하여 발생하는 개별 변속 요소들의 작동 시의 경로 차이가 조정되어야 한다.
본 발명에 따르면, 이러한 목적은 청구범위 제1항의 특징에 의하여 해결된다. 조정 요소가 사이에 배열되어 있는 적어도 두 개의 분리된 로터 요소들 상에 변속 트랙을 배열함으로써, 이동되는 변속 요소들의 고정 연결이 없어지기 때문에 두 개별 변속 과정의 충분한 분리가 가능하다. 두 개의 분리된 로터 요소들 사이의 조정 요소를 통해, 두 변속 요소들의 상이한 경로를 조정하는 경로 조정이 가능하다.
적어도 두 개의 분리된 로터 요소들이 공통 축 상에서 안내되어 이동되면, 변속 장치는 특히 간단하고 적은 구조 비용으로 제조될 수 있다.
두 개의 로터 요소들 중 하나는 회전에 대해 고정되지만 축방향으로 이동 가능하게 변속축 상에 배열되고 로터 요소들 사이에 배열된 조정 요소가 스프링 요소이면, 동시에 작동되는 두 변속 요소들의 상이한 작동 경로의 조정이 특히 간단한 방식으로 가능하다. 따라서, 한편으로 축방향으로 이동 가능한 로터 요소에 의해작동되는 개별 변속 과정이 이미 실행되었으면, 축방향으로 고정된 로터 요소 또는 변속축이 더욱 회전될 수 있다. 다른 한편으로, 제2 변속 과정이 이미 수행되었으면, 수행되는 개별 변속 과정이 로터 요소의 축방향 이동성으로 인하여 끝까지 진행될 수 있다. 작동 과정을 위해 요구되는 변속 요소(싱크로나이저 커플링)의 잔여 경로는 축방향으로 이동 가능한 변속 요소에 의해 계속될 수 있다.
두 방향으로의 공차 조정은 축방향으로 이동 가능한 로터 요소가 서로 반작용하는 스프링 요소들에 의하여 작동되면 특히 양호한 방식으로 가능하며, 로터 요소는 두 개의 스프링 요소에 의하여 미리 가압된 중립 위치에 유지되며 하나의 스프링 요소의 작용에 반하여 두 축방향 각각으로 이동할 수 있다.
특히 유리한 본 발명의 태양에서, 적어도 스프링 요소들이 압력 스프링으로 이루어지고 축방향 확장이 제한 수단에 의하여 결정되면, 축방향으로 이동 가능한 로터 요소의 중립 위치의 조정은 간단한 방식으로 가능하다. 축방향 확장의 이러한 결정에 의하여, 축방향으로 이동 가능한 로터 요소의 중간 또는 중립 위치에 상응하는 정확한 단부 위치가 할당된다. 상호 작용하는 스프링 요소들의 비용이 많이 드는 조정 또는 상이한 스프링 장력 또는 스프링 특성 곡선의 조정이 요구되지 않는다.
본 발명의 다른 장점과 유리한 태양은 종속항에 설명되어 있다.
본 발명의 실시예는 이하의 설명과 도면에서 상세하게 설명된다.
도1에 개략적으로 도시된 변속기(1)는 중공축으로 형성된 입력축(2)과, 입력축에 평행하게 연장되고 중공축(2) 내에서 부분적으로 이어지는 출력축(3)과, 이들 두 축에 평행하게 이어지는 중간축(4)을 갖는다. 5개의 기어(5 내지 9)가 중간 축(4)상에 회전에 대해 고정되어 설치된다. 출력축(3) 상에 4개의 카운터 기어(10 내지 13)가 있고, 카운터 기어(10)는 기어(6)와, 카운터 기어(11)는 기어(7)와, 카운터 기어(12)는 기어(8)와 합치된다. 카운터 기어(13)는 그 중에서도 후진단의 작동에 쓰이는 중간 기어(14)를 통해 고정 기어(9)와 합치된다. 다른 카운터 기어(15)는 입력축(2) 상에 배치되어 고정 기어(5)와 합치된다. 두 개의 싱크로나이저 커플링(16, 17)이 출력축(3) 상에 회전에 대해 고정되어 배치되며, 그 중에서 싱크로나이저 커플링(16)은 카운터 기어(10, 개별 변속 과정 C) 및 카운터 기어(11, 개별 변속 과정 D)와 상호 작용한다. 싱크로나이저 커플링(17)은 카운터 기어(12, 개별 변속 과정 E) 및 카운터 기어(13, 개별 변속 과정 F)와 상호 작용한다. 제3 싱크로나이저 커플링(18)은 입력축(2) 상에 회전에 대해 고정되어 배치되어 한편으로는 카운터 기어(15, 개별 변속 과정 A)와 다른 한편으로는 카운터 기어(10, 개별 변속 과정 B)와 상호 작용한다.
싱크로나이저 커플링(16 내지 18)들은 각각 회전에 대해 고정되지만 축방향으로 이동 가능하게 입력축(2) 또는 출력축(3) 상에 배치된다. 싱크로나이저 커플링의 축방향 이동을 통하여, 상응하는 개별 변속 과정에 의하여 각각 배열된 카운터 기어는 축과 회전에 대해 고정되어 연결된다. 1단을 넣기 위해, 예를 들어 싱크로나이저 커플링(18, 17)들의 작동이 요구된다. 여기서, 싱크로나이저 커플링(18)은 카운터 기어(15, 개별 변속 과정 A)와 결합되고 싱크로나이저 커플링(17)은 개별 변속 과정(E)에 의하여 카운터 기어(12)와 결합된다. 변속기(1)를 통한 힘의 이동은 도1의 도면에서 직접 명백하게 나타난다. 변속 패턴이 발명의 본질이 아니기 때문에 모든 변속 패턴의 실시예를 상세하게 다루지는 않았다. 그러나, 이는 도1에 도시된 기어 배열에 명백히 나타나 있고 예를 들어 처음에 설명한 DE 42 05 671 A1에 상세하게 설명되어 있다. 그러나, 이하에서 상세히 설명되는 변속 장치에 의하여 다른 변속기를 작동시키는 것도 쉽게 가능하며, 이러한 경우에 적어도 하나의 변속단이 두 개의 개별 변속 과정(싱크로나이저 과정)의 동시 작동에 의하여 결합된다.
싱크로나이저 커플링(16 내지 18)들은 이미 설명한 것처럼, 할당된 축(2, 3) 상에 회전에 대해 고정되지만 축방향으로 이동 가능하게 배치된다. 개별 변속 과정들의 작동은 공지된 방법으로 싱크로나이저 커플링과 상호 작용하는 변속 포크(19)들의 축방향 이동에 의해 이루어지고, 도2에서 명백하게 하기 위해 변속 포크들 중 하나만이 도시되어 있다. 이러한 변속 포크(19)는 중간 부재(23)의 가이드 너트(22) 내에서 안내되는 변속 핑거(21)에 의하여 축방향으로 이동되는 변속 로드(20)상에 고정된다. 중간 부재(23)는 슬리브 형태로 형성되며, 가이드 로드(24) 상에 배치되어 축방향으로 이동된다. 중간 부재(23)는 가이드 볼트(25)에 의하여 변속 장치(26)와 연결된다.
변속 장치(26)는 본질적으로 변속축(27)과 두 개의 로터 요소(28, 29)로 이루어진다. 변속축(27)은 단부 측에서 두 개의 베어링(30, 31)에 의해 상세히 도시되지 않은 변속기의 기어 하우징 내에 배치된다. 변속축(27)과 회전에 대해 고정되어 연결된 구동 부품(32)만이 도시되어 있는 공지된 스텝핑 시스템에 의하여, 변속축이 스텝식으로 회전 가능하게 된다. 기계적인 스텝핑 시스템에 의한 회전 대신에, 변속축의 회전은 전기 모터에 의해 수행될 수 있다. 변속축(27) 상에, 제1 로터 요소(28)가 고정된다. 제1 로터 요소는 그의 외주부 상에 주연 연장된 두개의 가이드 트랙(33, 34)을 가지며, 가이드 트랙들은 변속 핑거와 직접 상호 작용하거나 또는 중간 부재(23)를 통해 간접적으로 변속 포크(19)와 상호 작용한다. 가이드 트랙(34)은 싱크로나이저 커플링(16)과 상호 작용하고, 가이드 트랙(33)에 의해 싱크로나이저 커플링(18)이 작동된다. 제2 로터 요소(29)는 변속축(27) 상에 회전에 대해 고정되지만 축방향으로 이동 가능하게 배치된다. 제2 로터 요소의 외주부 상에, 주연 연장된 가이드 트랙(35)이 형성되며, 가이드 트랙 내에서 중간 부재(23)의 가이드 볼트(25)가 안내된다. 제1 로터 요소(28)와 제2 로터 요소(29) 사이에 포착된 스프링 요소(36)가 배열되며, 스프링 요소의 축방향 확장은 주연방향으로 연장된 견부(38)를 갖는 링형 요소(37)에 의하여 제한된다. 스프링 요소(36)는 양 견부(38)들 중 하나에 의해 제1 로터 요소(28) 상에 놓인다. 대향 측면 상에서, 스프링 요소(36)는 한편으로는 보유링(39)에 의해 견부(38) 상에 놓이고 다른 한편으로는 제2 로터 요소의 주연 연장된 돌출부(40) 상에 놓인다. 제2 로터 요소(29)의 주연 연장된 돌출부(40)의 축방향 연장부에 의하여, 제1 로터 요소(28)의 방향으로의 스프링 요소의 축방향 이동이 제한되고, 여기서 로터 요소(29)는 그의 내측 단부면(41)이 링형 요소(37) 상에 놓이게 된다.
대향 단부면 상에 유사한 구조의 조정 요소(42)가 장착되고, 이는 마찬가지로 스프링 요소(36), 견부(38)를 갖는 링형 요소(37), 보유링(39)으로 이루어진다. 스프링 요소(36)는 한편으로 링형 요소(37)의 견부(38)에 의해 변속축(27) 내에 삽입된 보유링(43) 상에 놓인다. 대향 측면 상에서, 스프링 요소(36)는 한편으로 보유링(39)에 의해 제2 로터 요소(29)의 주연 연장된 견부(44) 상에 놓인다. 다른 한편으로, 스프링 요소(36)는 보유링(39)에 의해 보유링의 견부(38) 상에 놓인다. 제2 로터 요소(29)를 향한 링부재(37)의 견부(38)는 로터 요소(29)의 주연 연장된 리세스(45) 내에 끼워질 수 있다. 이 리세스(45)의 축방향 연장부는 주연 연장된 돌출부(40)와 유사하게 로터 요소가 오른편 링형 요소 상에 놓인 후의 로터 요소(29)의 이동을 제한한다.
축방향으로 이동 가능한 로터 요소(29)를 끼움으로써, 스프링에 의해 중심 설정되는 중심 위치가 주어진다. 스프링 요소를 포착된 스프링으로 형성함으로써, 축방향으로 이동 가능한 로터 요소(29)의 중심 위치는 여러 가지 가능한 스프링 특성 곡선 및 스프링 장력을 고려할 필요가 없이 조정될 수 있다. 로터 요소(29)의 축방향 이동성에 의해, 개별 변속 과정들이 동시에 일어날 때 상이한 작동 경로들의 조정이 가능하다. 상기 설명된 1단의 예에서 가이드 트랙(33)과 상호 작용하는 개별 변속 과정(A)이 먼저 결합되면, 개별 변속 과정(E)은 싱크로나이저 커플링의 공지된 당김 효과에 기초하여 확실하게 끝까지 진행될 수 있다. 반대로 개별 변속과정(E)이 먼저 결합되면, 변속축(27)이 더욱 회전할 수 있으며, 이 때 로터 요소(29)는 가이드 트랙(35)과 가이드 볼트(25)의 상호 작용에 의하여 축방향으로 이동되고, 동시에 개별 변속 과정(A)의 잔여 변속 경로는 더욱 회전되는 로터 요소(28)에 의해 계속된다.
본원에 도시된 실시예와는 반대로 하나, 복수 또는 모든 변속 포크를 로터 요소들 중 하나와 직접 결합시키는 것이 가능하다. 변속 작동은 변속 포크 대신에 예를 들어 스윙 포크에 의하여 수행될 수 있으며, 스윙 포크는 로터 요소들 중 하나의 가이드 트랙과 직접 또는 간접으로 연결된다.
각 변속 과정에서 상이한 변속 작동 경로들을 조정하기 위해, 두 개의 로터 요소 또는 그에 배치된 가이드 트랙들 중 하나가 각 변속 과정에서 두 변속 요소들의 동시 작동에 의해 영향을 받도록, 가이드 트랙은 개별 로터 요소에 배치된다. 실시예에 도시된 것처럼 복수의 가이드 트랙이 로터 요소들 중 하나 위에 배치되면, 개별 변속 과정에 할당된 두 개의 변속 요소들이 로터 요소 상에 배치된 가이드 트랙들을 통해 이동되어야 하는 변속 과정이 필요하지 않게 된다.

Claims (7)

  1. 수동 기어의 변속 부재(16, 17, 18)들을 작동시키기 위한 변속 장치이며,
    두 개의 상호 동축인 기어축들과 연결되어, 적어도 하나의 기어단은 두 개의 변속 요소(18, 17 또는 18, 16)들을 동시에 작동시킴으로써 결합되거나 해제되는 기어단들을 변속하기 위해 상기 기어축을 따라 축방향으로 이동 가능한 적어도 두 개의 변속 요소(18, 17 또는 18, 16)와, 변속 로터들의 회전 운동을 두 개의 연속 요소(18, 17 또는 18, 16)들의 병진 운동으로 변환하기 위해 변속 매체(19 내지 25)와 협동하는 적어도 두 개의 변속 트랙(33 내지 35)을 포함하는 회전 가능한 변속 로터(28, 29)들을 구비한 변속 장치에 있어서,
    변속 로터들은 서로에 대해 축방향으로 이동 가능하며 적어도 두 개의 변속 트랙이 형성되어 있는 두 개의 분리된 회전 가능한 로터 요소(28, 29)들로 이루어지고,
    조정 요소(36 내지 39)가 두 개의 로터 요소(28, 29)들 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 변속 장치.
  2. 제1항에 있어서, 두 개의 로터 요소들은 공통 변속축(27)상에 배열되고, 하나의 로터 요소는 상기 변속축에 고정 연결되는 것을 특징으로 하는 변속 장치.
  3. 제1항 또는 2항에 있어서, 두 개의 로터 요소들은 회전에 대해 고정되어 서로 연결되며, 조정 요소는 스프링 요소(36)를 포함하는 것을 특징으로 하는 변속 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 축방향으로 이동 가능한 로터 요소(29)는 상호 대향해서 작용하는 스프링 요소(36)들에 의해 축방향으로 작동되는 것을 특징으로 하는 변속 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 스프링 요소(36)들 중 적어도 하나는 압축 스프링의 형태이며, 그의 축방향 확장은 제한 수단(32)에 의해 제한되는 것을 특징으로 하는 변속 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 이동 가능한 로터 요소(29)의 축방향 이동이 정지부(40, 45)에 의해 제한되는 것을 특징으로 하는 변속 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 두 개의 로터 요소(28, 29)들은 그들의 축방향 연장부 내에서 적어도 부분적으로 덮여 있는 슬리브 형태인 것을 특징으로 하는 변속 장치.
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