KR100465422B1 - 무한궤도차량용차륜구동장치 - Google Patents

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Abstract

이 발명은 특히 무한궤도차와 같은 작업 기계를 위한 휠 구동장치에 관한 것이다. 구동축(6)이 천천히 주행하는 반경방향 피스톤 엔진으로서 형성된 유압모우터를 유성전동장치(11,40)와 연결한다. 허브반송체(4)의 한측면에는 유압모우터(28)가 다른 측면상에는 유성전동장치(11,40)와 그리고 또 허브(1)가 배열되어 있다. 허브반송체(4)와 허브(1)사이에서 슬라이드링 밀봉물(21)이 접속되어있다. 휠구동장치의 장점들은 그의 조밀한 구조방식과 비교적작은 축수- 및 밀봉부직경에 있다.

Description

무한궤도차량용 차륜구동장치
본 발명은 작업기계용, 특히 예를 들어, 불도우저 또는 이와 유사한 것과 같은, 무한궤도차량용 구동장치에 관한 것이다.
선행기술로부터 무한궤도 차륜구동장치의 여러 가지 실시예들은 공지된 것으로 추측할 수 있다. 이러한 구동장치들에 있어서 유압모터는 유성기어장치를 거쳐 무한궤도 차륜을 구동한다. 상기 구동장치는 특히 축방향으로 작은 치수를 가져야 하며, 따라서 상기 장치는 예를 들어, 무한궤도가 달린 불도우저의 무한궤도의 폭을 초과하여 돌출되지 않는다. 상기 유성기어장치는 무한궤도 차륜에 낮은 회전수 레벨이 획득되도록 하기 위하여 충분히 큰 변속비를 가져야 한다. 상기 구동장치는 브레이크가 설치되어야 하며, 이것에 의해 상기 유압모터의 정지상태에 있어서 상기 구동장치가 확실히 제동된다. 상기 구동장치는 극단적인 외부 조건들 하에서도 또한 사용되므로, 오랜 사용수명에 관한 확실한 실링에 대해 고려되어야 한다. 마지막으로 상기 구동장치는 조립 및 정비가 용이해야 한다. 제조비용의 관점에서 상기 구동장치의 구성부품들의 수는 가능한 한 적어야 한다.
상기 공지된 구동장치로는 상술한 요구조건들 충족될 수 없다. 상기 유압 모터가 예를 들어, 경사원판(helical-disc) 구조로 된 축방향 피스톤기계로서 형성되는 경우에, 상기 축방향의 짧은 구조는 단지 상기 축방향 피스톤기계가 허브캐리어(hub carrier) 내에 일체로 되어 있을 경우에만 획득될 수 있다. 이와 관련되는 실시예들이 DE-A 27 936, DE-A 28 31 458 및 DE-A 42 35 697에서 발견된다. 일반적으로 유압모터의 회전수는 다단의 유성기어장치가 사용되어야 할 정도로 높다. 상기 다단 구조는 대개 상기 구동장치의 축방향의 구조길이를 증가시키며 따라서 허브캐리어 내의 유압모터의 일체화로 얻어진 장점이 적어도 부분적으로 또한 약해진다. 허브캐리어에 일체화된 유압모터는 결과적으로 허브캐리어 상에서의 허브의 지지를 위하여 큰 치수를 가지는 베어링이 사용되지 않으면 안된다. 상기 단점에 추가적으로 또 다른 단점이 덧붙여진다: 상기 허브는 허브캐리어에 대하여 실링되지 않으면 안 되므로 마찬가지로 큰 직경을 가지는 시일들이 필요하다. 이러한 사정들은 비용이 상승되도록 작용한다. 비교적 빠른 주변속도들(peripheral speeds)에 의해 상기 시일들의 사용수명이 단축된다.
반경방향 피스톤엔진들은 당업자에게 이미 오래전에 공지되었음에도 불구하고(예를 들어, DE-A 15 28 519 및 DE-A 22 55 239 참조), 이것들은 오늘날까지 무한궤도차량용 차륜구동장치로서 브레이크 및 유성기어장치와 결합되어 사용되지 않았다.
본 발명은 특히 제조에 있어서 비싸지 않고, 조밀할 뿐만 아니라 조립 및 정비가 용이하며, 그리고 신뢰성있는 구조에 의해 뛰어난, 무한궤도차량에서의 사용을 위한 구동장치를 창안하는 과제를 기초로 한다.
본 발명이 기초로 하는 상기 과제는 주 청구항의 특징들을 가지는 구동장치에 의해 해결된다.
공지된 무한궤도 차륜구동장치에 비해, 본 발명에 따른 해결방안은 매우 간단한 구조에 의해 특징지워진다. 천천히 운전되는 상기 반경방향 피스톤 엔진은 어떠한 다단의 유성기어장치도 필요하게 하지 않는 회전수 레벨에서 작동한다. 또한, 상기 시스템에 의존하는 엔진은 비교적 적은 구성부품들로 이루어진다. 이것은 축방향으로 조밀하게 구성되며, 따라서 이것은 허브캐리어의 일측 상에 직접 플랜지 연결될 수 있다. 구동축은 상기 반경방향 엔진의 실린더블럭을 유성기어장치와 결합시키며, 이것의 종동부재는 상기 허브와 회전 불가능하게(non-rotatably) 결합된다.
본 발명에 따른 구동장치의 유리한 실시예는 청구항 2 내지 청구항 5로부터 이해될 것이다.
본 발명에 있어서 중요한 또 다른 특징들 뿐만 아니라 이것들로부터 결과적으로 나타나는 장점들은 이하의 2 개의 실시예의 설명으로부터 이해될 것이다.
제 1 도는 개략적으로 도시된 특히, 무한궤도차량용 구동장치의 제 1 실시예를 도시하며, 그리고
제 2 도는 제 1 도에 따른 배열에 비해 특히 단부종동부의 구성에 있어서 상이한 또 다른 실시예를 도시한다.
제 1 도에서 종단면도로 그리고 개략도로 도시된 구동장치는 특히, 예를 들어 불도우저 또는 이와 유사한 것과 같은 무한궤도차량의 무한궤도 차륜의 구동을 위해 적절하다. 이것은 또한 무한궤도 차륜구동장치라는 명칭하에서 유통되고 있는 구동장치이다.
그 자체가 도시되지 않은 무한궤도 차륜은 회전하도록 배열된 허브(1)와 회전 불가능하게 결합된다. 회전 불가능한 결합을 위하여 상기 허브(1)는 주위에 다수의 나사구멍들(2)을 구비하는데, 이것들은 마찬가지로 도시되지 않은 무한궤도 차륜의 나사볼트들을 수용한다.
상기 허브(1)는 2개의 테이퍼롤러베어링(3)에 의해, 정치된 허브캐리어(4) 상에 회전 가능하게 배열된다. 상기 테이퍼롤러베어링은 O-배열로 조립된다. 자동차 프레임과 고정 결합되는 상기 허브캐리어(4)는 도면으로부터 상세히 이해될 수 없지만 당업자에게 공지되어 있다. 상기 허브캐리어(4)의 자동차 후레임과의 고정 결합을 위하여 마찬가지로 다수의 나사구멍들(5)이 상기 허브캐리어(4)의 주위에 분포되어 배열된다.
정치되어 배열된 허브캐리어(4)에는 구동축(6)이 단일 베어링, 특히 테이퍼롤러베어링(7)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 상기 구동축(6)에는 연결축(8)이 연결된다. 참조부호 9 로 상기 구동축(6)과 연결축(8) 사이의 분리 장소가 표시된다.
일측이 부유되게(floatingly) 지지되는 구동축(6)은 자유단부에서 -도면에서 좌측에 놓여지는-유성기어장치(11)의 내부 중앙기어(10; 태양기어)와 회전 불가능하게 결합된다. 상기 내부 중앙기어(10)는 현재의 경우에서와 같이, 상기 구동축(6)과 일체로 제조될 수 있다. 상기 내부 중앙기어(10)는 유성기어들(12)과 항상 맞물리는데, 상기 유성기어들 중 1 개가 도시된다. 상기 유성기어들(12)은 롤러베어링(13)을 거쳐 유성기어장치(11)의 웨브(14) 상에 회전 가능하게 지지된다. 상기 웨브(14)는 또한 단부종동부 하우징(15)의 구성부품인데, 이것은 허브(1)와 기밀적으로 그리고 고정적으로 나사결합되며 그리고 이것은 유성기어장치(11)를 둘러싼다.
상기 유성기어들(12)은 유성기어장치(11)의 정치된 외부 중앙기어(16; 중공휠)와 항상 맞물려진다. 상기 외측 중앙기어(16)는 형상체(17; profile)의 영역 내에서 상기 허브캐리어(4) 상에 회전 불가능하게 밀려질 수 있으며 그리고 축방향으로 너트(18)에 의해 테이퍼롤러베어링(3)을 거쳐 허브캐리어(4)의 견부(19; shoulder)에 대해 받쳐진다.
상기 허브(1)는 정치된 허브캐리어(4)에 대해 회전하므로, 상기 구성부품들 사이에서 반경방향의 간극(20)이 조정된다. 상기 단부종동부 하우징(15)은 적어도 부분적으로는 윤활유 및 냉각유로 충진되므로, 상기 냉각유 및 윤활유를 제지하거나 또는 상기 단부종동부 하우징의 내부공간을 외부의 영향들로부터 보호하는, 절절한 시일이 존재하여 한다. 이러한 과제들은 슬라이드 링 시일(21; slide ring seal)이 떠맡는다. 공지된 구조방식의 상기 슬라이드 링 시일(21)은 회전하는 슬라이드링(22)과, 상기 허브(1)의 주위홈 내에 삽입되는 제 1 실링링(23), 및 정치된 반대측 링(24)과 그리고 허브캐리어(4)의 요홈 내에 삽입되는 제 2 실링링(25)으로 이루어진다. 상기 도면으로부터 상기 슬라이드링 시일(21)은 테이퍼롤러베어링(3)의 외경보다 다만 조금 더 큰 유효 직경을 가지는 것을 알 수 있다.
상기 구동장치는 유압모터(26)에 의해 완전해진다. 상기 구동장치에 있어서 상기 유압모터가 천천히 운전되는 반경방향 피스톤 엔진으로 구성된다는 것이 중요하다. 상기 반경방향 피스톤 엔진의 흡입용적은 약 1180 ㎤ 에 달한다. 최대 회전수는 약 3101/분이다. 상기 유압모터는 전환 가능하며 여기서 흡입용적의 비 qmin/qmax = 0.33/0.50/0.66일 수 있다. 브레이크밸브는 유압모터에 존재한다. 유압회로는 개방되어 있다.
실린더블럭(27)은 동반형상체(28)를 거쳐 상기 구동축(6)과 회전 불가능하게 결합된다. 이와 유사하게, 기하학적으로 동일하게 형성된 동반형상체(29)를 거쳐 상기 실린더블럭(27)과 연결축(8) 사이에 회전 불가능한 결합이 존재한다.
공지된 방법으로 상기 실린더블럭(27)에는 다수의 피스톤들(30)이 반경방향으로 이동 가능하게 지지된다. 이것들은 롤러들(31)을 거쳐, 정치된 캠(32)에 지지된다. 분배기(33)을 거쳐 유압유체의 공급 내지 배출이 행해진다. 하우징(34)이 상기 반경방향 피스톤엔진을 둘러싸며, 상기 캠(32)과 마찬가지로 상기 허브캐리어(4)와 나사결합된다. 이것을 위해 상기 허브캐리어(4)에는 다수의 나사구멍들(35)이 형성된다.
상기 연결축(8)은 축방향으로 이동 가능하게 배열된다. 이것은 한편으로는 압축스프링(36)의 작용하에 있으며 다른 한편으로는 압력실(37) 내에서 만연하는 압력에 의존하는 힘이 상기 연결축에 작용한다. 상기 연결축(8)의 도시된 (좌측의) 단부위치에서는 압력실(37) 내에서 만연하는 압력이 높으며 그 결과로 압축식 로킹 브레이크(38; positive locking brake)가 열려진다. 다른 경우에 상기 압축식 로킹 브레이크(38)는 상기 압축스프링(36)에 의해 닫혀진다. 상기 압축식 로킹 브레이크(38)는 자동차의 정지 상태의 경우에 주차 브레이크로서 작용한다.
천천히 운전되는 반경방향 피스톤 엔진과 1단의 유성기어장치를 가지는, 설명된 무한궤도 차륜구동장치는 가능한 한 가장 높은 변속비의 경우의 무한궤도 차륜의 구동을 가능하게 한다. 상기 무한궤도 차륜구동장치는 공간소요의 관점에서 -상기 허브캐리어(4)에 관하여- 대략적으로 대칭이다. 이것은 일측 상에 유압모터(26)가 플랜지연결되며 타측 상에 허브(1)가 유성기어장치(11)와 함께 회전 구동가능하게 배열된다는 것을 의미한다. 상기 구동축(6)은 반경방향 피스톤 엔진과 유성기어장치(11) 사이에 구동 가능한 연결을 형성한다. 상기 연결의 중요한 장점은 상기 구동축(6) 및 허브캐리어(4)의 직경이 상기 연결부의 범위에서 작게 유지될 수 있다는 점에 있다. 이것의 결과로서 상기 테이퍼롤러베어링(3)의 직경도 마찬가지로 작은 것이 분명해진다. 그 결과, 또한 상기 슬라이드링 시일(21)의 반경방향의 치수도 작다. 지배적인 직경비와 비교적 낮은 회전수 레벨로 인하여 원주속도도 마찬가지로 비교적 낮기 때문에 높은 사용수명의 경우에도 신뢰성있는 실링이 결과로서 생긴다. 또한 상기 구동장치는 조밀하며 그리고 추가적으로 큰 운전 정숙성이 현저하게 나타난다. 상기 유성기어장치는 직선형으로 기어치가 형성된, 또는 경사지게 기어치가 형성된 기어들을 가지고 작동할 수 있다.
제 2 도에서 마찬가지로 간략하게 도시되는, 무한궤도 차륜구동장치의 종단면도는 제 1 도에 따른 구동장치에 대해 원칙적인 공통성들을 가진다. 동일한 구성부품에는 따라서 동일한 관련 부호가 제공된다. 별도의 오일공급으로 작동되어야 할 경우에는, 상기 구동축(6) 상에 예를 들면 반경방향 축 시일과 같은 추가적인 시일(39)이 제공될 수 있다. 상술한 실시예에 대한 중요한 차이는 유성기어장치(40)의 웨브(14)가 상기 형상체(17)를 거쳐 상기 허브캐리어(4)와 회전 불가능하게 결합된다는 점에 있다. 그 결과, 상기 구동장치의 경우에 웨브(14)는 상기 단부종동부 하우징(15)의 구성부품이 아니다. 오히려 상기 외부 중앙기어(16)는 상기 유성기어장치(40)의 종동부재로서 상기 허브(1)의 구성부품이다. 따라서 상기 단부종동부 하우징(15)은 상기 허브(1)와 추가적인 덮개(41)에 의해 형성된다. 상기의 변형된 실시예는 종동측의 회전수 레벨이 (제 1 도에 의한 실시예의 경우과 같이) 최대로 가능한 변속비에서 포기될 수 있을 정도로 너무 낮게 놓여지는 경우에 특히 유리하게 사용될 수 있다.

Claims (5)

  1. 구동축(6)을 거쳐 유성기어장치(11,40)의 내부 중앙기어(10)를 구동하며 그리고 상기 유성기어장치의 종동부재(웨브(14) 내지 외부 중앙기어(16))는 정치되어 배열되는 허브캐리어(4) 상에서 지지되는 허브(1)와 회전 불가능하게 결합되는, 유압모터(26)로 이루어지는, 무한궤도차량용 차륜구동장치에 있어서,
    상기 구동축(6)은 상기 허브캐리어(4) 내에 부유되게 지지되고, 상기 유압모터(26)는 천천히 운전되는 반경방향 피스톤 엔진으로서 형성되며 그리고 자동차의 종방향으로 볼 때 상기 허브캐리어(4)의 일측에 플랜지연결되는 반면에, 상기 허브캐리어(4)의 타측에는 상기 유성기어장치(11,40)와 허브(1)가 배열되며 그리고 상기 허브캐리어(4) 및 허브(1) 사이에는 슬라이드링 시일(21)이 배열되는 것을 특징으로 하는, 무한궤도차량용 차륜구동장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 중앙기어(16)는 상기 허브캐리어(4)와 회전 불가능하게 결합되며 그리고 상기 종동부재는 상기 유성기어장치(11)의 웨브(14)에 의해 형성되고, 상기 웨브는 단부종동부 하우징(15)을 거쳐 상기 허브(1)와 고정 결합되는 것을 특징으로 하는, 무한궤도차량용 차륜구동장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 유성기어장치(40)의 웨브(14)는 상기 허브캐리어(4)와 회전 불가능하게 결합되는 반면에, 상기 종동부재는 상기 허브(1)와 회전 불가능하게 결합된 외측 중앙기어(16)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는, 무한궤도차량용 차륜구동장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬라이드링 시일(21)은 회전하는 슬라이드링(22)과 그리고 상기 허브(1)의 주위홈에 삽입되는 제 1 실링링(23) 및 정치된 반대측 링(24)과 그리고 상기 허브캐리어(4)의 요홈 내에 삽입되는 제 2 실링링(25)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 무한궤도차량용 차륜구동장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 유압모터(26)에는 압축식 로킹 브레이크(38)가 소속되는 것을 특징으로 하는, 무한궤도차량용 차륜구동장치.
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