KR100904790B1 - 구동 장치 - Google Patents

구동 장치

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KR100904790B1
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게르하르트 북크
헬무트 아이뮐러
지크프리트 스튓츨레
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젯트에프 프리드리히스하펜 아게
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Abstract

구동장치가 제 1 변속장치(9) 및 제 2 변속장치(11)를 포함하며 이들은 개방방향으로 유압에 의하여, 그리고 폐쇄 방향으로 스프링힘에 의하여 각각 작동할 수 있으며, 그리고 이들은 폐쇄 방향으로 작동된 변속장치들에 경우에 제 1 변속장치(9)와 제 2 변속장치(11)가 개방 방향으로 작동되어질 수 있게 하는 장치(26)가 역시 주어진다.

Description

구동 장치{DRIVE DEVICE}
본 발명은 청구범위 제1항의 전제부에 더욱 상세히 정의된 유형의 구동 장치에 관한 것이다.
스프링력에 의해 체결 방향으로 작동될 수 있고 유압에 의해 해제 방향으로 작동될 수 있는 최소한 2개의 변속 장치들을 구비하는 구동 장치들이 예컨대 이동식 굴착기와 같은 건설 기계를 구동시키는 데 흔히 사용된다. 이 경우에, 바람직하게는 유체정력학적 엔진이 구동 장치를 구동하며, 이러한 구동 장치의 경우에는 제1 또는 제2 변속 장치의 스위칭에 의하여 2개의 주행 범위들이 선택가능하다. 이러한 양 변속 장치들은 무압 상태에서 스프링력에 의하여 체결되어 바람직하게는 유성 변속 기어를 통해 상호 연결됨으로써, 이러한 상태에서 종동 장치는 회전되지 않게 유지되어, 변속 장치들은 파킹 브레이크 방식으로 작동된다.
독일 공개 특허 공보 제DE 198 20 903 A1호는 유압식으로 스위칭할 수 있는 2개의 마찰 클러치들을 구비한 구동 장치를 개시하고 있으며, 이러한 마찰 클러치들은 유압에 의해 해제 방향으로 그리고 스프링력에 의해 체결 방향으로 작동될 수 있으며, 무압 상태에서는 파킹 브레이크로서 작용한다. 파킹 브레이크의 작동시, 예컨대 고장의 경우에 차량을 견인할 수 있게 하기 위하여, 저장 공간의 수동 축소에 의하여 유압을 형성하고, 이 유압을 2개의 밸브들을 통해 양 변속 장치들에 공급하여, 양 변속 장치들을 동시에 해제 방향으로 작동시킬 수 있다. 이러한 구동 장치의 경우에, 밸브들을 거쳐서 압력 매체가 저장 공간으로부터 변속 장치들에 도달되며, 따라서 이러한 변속 장치와 압력 매체의 혼합은 변속 장치를 오염시킬 수 있다. 저장 공간은 압력 매체로 완전히 충진되어야 하며, 이는 저장 공간의 비용 소요되는 배기를 전제로 한다. 구동 장치를 과압으로부터 보호하기 위하여, 저장 공간은 호스 도관을 거쳐 탱크와 연결되는 감압 밸브를 구비한다. 따라서, 구동 장치는 추가적인 호스 도관을 거쳐 압력 매체 저장소와 연결되어야 한다.
삭제
도 1은 두 변속 장치, 해제 장치, 및 축방향으로 배치된 전달 요소들을 구비한 구동 장치의 단면도.
도 2는 두 변속 장치 및 반경 방향으로 배치된 전달 요소들을 구비한 구동 장치의 단면도.
도 3은 도 1에 따른 구동 장치 및 압력 제한 수단의 단면도.
본 발명의 목적은, 2개의 변속 장치들이 체결 방향으로 작동되어 종동 장치를 파킹 브레이크 방식으로 회전되지 않게 유지시킬 때, 구동 엔진이 정지되어 압력 매체 공급이 없는 경우에도 차량을 움직일 수 있게 하기 위하여 변속 장치들을 해제 방향으로 쉽게 작동시키도록 하는 구동 장치를 제공하는 데 있다.이러한 목적은 청구범위 독립항의 특징들을 갖는 서두에 언급한 유형의 구동 장치에 의해 달성된다.
본 발명에 따르면, 구동 장치는 바람직하게는 원판 클러치와 같은 최소한 2개의 변속 장치들을 구비하며, 이들은 스프링력에 의하여 체결 방향으로 그리고 유압에 의하여 해제 방향으로 작동될 수 있고 양 변속 장치들이 체결 방향으로 작동된 경우에 해제 장치에 의하여 해제 방향으로 작동될 수 있으며, 해제 장치는 양 변속 장치들을 해제 방향으로 작동시키는 가압가능한 해제 피스톤을 구비한다. 해제 장치의 해제 피스톤에 작용하는 압력은 바람직하게는 예컨대 그리스 건 또는 중앙 윤활 설비와 같은 압력 매체 소스에 의하여 형성되며, 이러한 압력 매체 소스는 통상적으로 작업 기계의 탑재 공구에 존재한다. 해제 장치의 해제 피스톤 공간은 구동 장치의 임의의 원하는 장소에 배치될 수 있는 공급부를 구비하며, 그 결과 상기한 공급부를 예컨대 그리스 건으로 충진시키는 경우에 그 공급부는 차량에서 쉽게 접근가능하다. 바람직하게는 구동 장치의 변속 장치들의 피스톤들은 상호 동축으로 배치되며, 이때 하나의 피스톤은 다른 피스톤에 대한 실린더를 형성한다. 바람직하게는 해제 장치의 해제 피스톤은 변속 장치의 피스톤과 동축으로 배치되며, 이때 해제 장치의 해제 피스톤은 2개의 정지면들을 구비하며, 이들 중에서 하나의 정지면은 해제 장치의 해제 피스톤의 이동시 제1 변속 장치의 제1 피스톤을 함께 이동시키고, 해제 장치의 해제 피스톤의 다른 정지면은 예컨대 핀들과 같은 전달 요소들을 거쳐 제2 변속 장치의 제2 피스톤을 이동시킨다. 전달 요소들은 제1 변속 장치의 제1 피스톤 내에 배치될 수 있으며, 피스톤들의 어떠한 압력 공간에도 연결되지 않아, 밀봉 수단을 전혀 필요로 하지 않는다. 바람직하게는 해제 장치의 해제 피스톤의 이동 경로와 전달 요소들의 길이는, 해제 장치의 해제 피스톤이 가압되어 그의 종단 위치에 도달시, 전달 요소들에 오직 제2 변속 장치의 제2 피스톤의 스프링력만이 인가되어 전달 요소들의 허용할 수 없는 변형이 배제되도록 형성된다. 해제 장치의 해제 피스톤 공간은 변속 장치들의 피스톤 공간들에 대하여 완전히 압력 매체 밀봉되게 형성되며, 이에 의해 해제 피스톤이 이동하는 경우에도 변속 장치들의 오염이 방지된다. 바람직하게는 해제 장치의 해제 피스톤으로의 압력 매체 공급부는 압력 제한 수단을 구비하며, 이러한 압력 제한 수단에 의하여 최대 설정 압력 수준의 도달시 예컨대 그리스 건으로부터의 그리스와 같은 압력 매체가 배출될 수 있다. 압력 제한 수단을 통해 배출된 압력 매체는 바람직하게는 구동 장치의 개구로 이송된다. 이로써, 압력 매체의 배출시 변속 장치들이 완전히 통기됨을 알 수 있다. 압력 매체를 통해 해제 장치의 해제 피스톤에 가해지는 힘은, 차량에 압력 공급이 존재하여 속도단들의 변속이 가능한 경우에, 유압 작동에 의한 변속 장치의 피스톤의 힘이 해제 장치의 해제 피스톤의 힘보다 강해, 변속 장치의 유압 작동시 해제 장치의 해제 피스톤이 그의 초기 위치로 복귀되도록 설정된다. 따라서, 변속 장치들의 작동시 구동 장치의 주행 기능이 보증됨을 보장한다.
해제 장치의 해제 피스톤의 압력 공간이 압력 매체 밀봉되게 형성되고 상기한 압력 공간이 별도의 공급부를 구비함으로써, 변속 장치들이 해제 장치의 작동에 의해 오염되는 일이 없어진다. 공급부는 윤활제 니플을 구비하며, 이러한 윤활제 니플은 바람직하게는 체크 밸브를 통해 해제 장치의 압력 공간을 외부에 대하여 밀봉시킨다. 마찬가지로 해제 장치의 해제 피스톤 공간의 비용 소요되는 환기가 생략된다. 전달 요소들이 변속 장치들의 압력 공간들의 외부에 배치됨으로써, 전달 요소들의 밀봉 수단도 없어진다. 해제 장치의 해제 피스톤의 밀봉 수단들은 이들이 구동 장치의 정상적인 작동시 및 이에 따른 해제 장치의 비작동시 오직 정적인 응력을 받도록 배치되며, 이에 의해 상기한 밀봉 수단들은 마멸되지 않는다. 해제 장치의 해제 피스톤이 제1 변속 장치의 실린더의 일부를 형성하고 제1 변속 장치의 제1 피스톤과 동축으로 배치됨으로써, 대단히 조밀한 구동 장치가 제공된다. 해제 장치의 해제 피스톤이 변속 장치들의 피스톤들에 직접 작용함으로써, 구동 장치의 파킹 브레이크는 조여져 있는 상태에서도 간단히 해제될 수 있다. 압력 제한 수단 쪽에서 압력 매체를 구동 장치의 개구로 배출함으로써, 해제 장치의 작동시 그 작동을 압력 매체의 배출에 의해 즉시 알 수 있음이 보장된다. 구동 장치의 임의의 원하는 장소에 배치될 수 있는, 해제 장치로의 단일 공급부를 사용하여, 차량 내에 해제 장치의 작동 수단을 간단히 배치시키는 것이 가능하다. 변속 장치의 작동시 변속 장치의 피스톤에 가해지는 힘이 해제 장치의 작동시 해제 장치의 해제 피스톤에 가해지는 힘보다 큼으로써, 속도단이 유압식으로 스위칭되는 경우에 해제 장치가 그의 최초 위치로 복귀되는 것이 보장된다.
또 다른 이점들을 도면들 및 본 명세서에서 파악할 수 있다.
도 1에서, 구동 엔진(1)은 유성 변속 기어(4)의 내부 중앙 휠(3)로 구동축(2)을 구동한다. 외부 중앙 휠(5)은 원판 캐리어(6)와 결합된다. 유성 캐리어는 유성 변속 기어(4)의 종동 장치(7)를 형성하며, 구동 장치의 도시되지 않은 종동 장치와 연결된다. 원판 캐리어(6)와 제1 변속 장치(9)의 내부 원판(8)들이 연결된다. 제2 변속 장치(11)의 외부 원판(10)들은 원판 캐리어(6)와 연결된다. 제2 변속 장치(11)의 내부 원판(12)들은 구동축(2)과 연결된다. 도관(13) 및 공간(14)이 무압 상태로 변환되어, 제1 피스톤(15)이 스프링(16)의 힘에 의하여 이동되며, 내부 원판(8)들이 외부 원판(17)들과 연결되어, 외부 중앙 휠(5)이 케이싱(18)과 연결되며, 도관(19) 및 공간(20)이 유압으로 채워져서, 제2 피스톤(21)이 스프링(22)의 힘에 대항하여 그의 정지부(23)까지 이동됨으로써, 제1 변속 장치(9)가 제1 주행 범위로의 스위칭을 위해 체결 방향으로 작동된다. 도관(13)이 압력으로 채워지고, 도관(19)이 무압 상태로 변환됨으로써, 제2 주행 범위로 스위칭된다. 따라서, 제1 피스톤(15)은 스프링(16)의 힘에 대항하여 그의 정지부(24)까지 이동되며, 제2 피스톤(21)은 내부 원판(12)들이 외부 원판(10)들과 그리고 유성 변속 기어(4)가 내부 중앙 휠(3)과 회전되지 않게 연결되도록 스프링(22)의 힘에 의해 이동된다. 제2 피스톤(21)은 제1 피스톤(15) 및 해제 장치(26)의 해제 피스톤(25)과 동축으로 배치된다. 제1 피스톤(15)은 제2 피스톤(21)에 대한 실린더를 형성하며, 해제 피스톤(25)은 제1 피스톤(15)에 대한 실린더의 일부를 형성한다. 제1 주행 범위에서 압력으로 채워지는 공간(20)과 이에 따라 제1 피스톤(15)에 작용하는 스프링(16)의 힘 및 공간(20)의 압력에 의한 힘에 의해서, 스프링(16)의 힘은 더욱 작게 작용될 수 있다. 공간(14, 20)의 무압 상태에서, 제1 피스톤(15) 및 제2 피스톤(21)은 스프링(16, 22)의 힘을 통해 이동되며, 그 결과 제1 변속 장치(9)와 제2 변속 장치(11)는 체결 방향으로 작동된다. 제1 변속 장치(9)와 제2 변속 장치(11)가 체결 방향으로 작동되면, 유성 변속 기어(4)의 종동 장치(7)는 케이싱(18)과 회전되지 않게 연결된다. 따라서, 이러한 상태에서 파킹 브레이크의 기능이 이루어진다. 차량 고장으로 인한 공간(14, 20)의 압력 충진에 의해 파킹 브레이크의 해제가 더 이상 불가하다면, 구동 장치의 임의의 원하는 장소에 배치될 수 있는 공급부(27)를 통해 압력 매체가 공간(28) 내로 이송된다. 이는 예를 들면 탑재 공구에 존재하는 그리스 건에 의하여 행하여질 수 있다. 공간(28)의 압력 충진에 의하여, 해제 피스톤(25)은, 해제 피스톤의 제1 정지면(29)이 제1 피스톤(15)에 접촉하여 그를 이동시키고 해제 피스톤의 제2 정지면(30)이 전달 요소(31)를 거쳐 제2 피스톤(21)에 접촉하여 그를 이동시키기에 충분하게 해제 피스톤의 초기 위치로부터 이동된다. 해제 피스톤(25)이 그의 종단 위치에 도달하면, 제1 변속 장치(9)와 제2 변속 장치(11)는 완전히 해제 방향으로 이동되며, 이에 따라 차량은 견인될 수 있다.
전달 요소들의 길이는, 제1 정지면(29)이 제1 피스톤(15)에 접촉하고 제1 피스톤(15)이 정지부(24)에 접촉하지만 제2 피스톤(21)은 아직 정지부(23)에 도달하지 않은 것에 의하여 해제 피스톤(25)의 종단 위치가 결정되도록 형성된다. 따라서, 전달 요소(31)들에는 오직 스프링(22)의 힘만이 작용되는 것이 보장된다. 전달 요소(31)들은 공간(20)의 외부에 반경 방향으로 그리고 공간(28) 및 공간(14)의 내부에 반경 방향으로 위치된다. 따라서, 전달 요소(31)들은 밀봉 수단을 구비할 필요가 없다. 공간(28)을 밀봉하는 밀봉 수단(32)은 정상적인 작동 상태에서는 압력을 받지 않고 오직 정적인 응력을 받고 있는데, 왜냐하면 제1 변속 장치(9)의 스위칭 또는 제2 변속 장치(11)의 스위칭을 위하여 해제 피스톤(25)은 이동되지 않기 때문이다. 해제 장치(26)의 작동 중에 차량이 다시 작동 준비되고 제2 주행 범위로 스위칭되면, 해제 피스톤(25)은 공간(14)의 압력에 의해 다시 그의 최초 위치로 복귀된다. 이때, 공간(28)은 바람직하게는 압력 제한 수단(33)의 해제에 의하여 무압 상태가 된다. 제1 피스톤(15), 제2 피스톤(21) 및 해제 피스톤(25)은 오직 직선 운동만을 하고 회전 운동은 행하지 않도록 배치된다. 이는 특히 밀봉 수단들의 마모에 영향을 미친다.
도 2는 공간(20)의 압력 충진에 의해 제1 주행 범위로 스위칭된 상태를 도시하고 있다. 따라서, 제1 피스톤(15)은 스프링(16)의 힘에 의하여 그리고 공간(20)의 압력에 의하여 이동되며, 이에 따라 제1 변속 장치(9)는 체결 방향으로 작동된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 변속 장치(9) 및 제2 변속 장치(11)와 유성 변속 기어(4)가 결합된다. 공간(20)이 무압 상태로 되고 공간(14)이 압력으로 충진되면, 제2 주행 범위로 스위칭된다. 따라서, 제2 피스톤(21)은 스프링(22)의 힘에 의하여 이동되어 제2 변속 장치(11)를 체결 방향으로 작동시키며, 제1 피스톤(15)은 스프링(16)의 힘에 대항하여 이동되어 제1 변속 장치(9)를 해제 방향으로 작동시킨다. 제1 변속 장치(9) 및 제2 변속 장치(11)가 체결 방향으로 작동되고, 공간(14, 20)들이 무압 상태로 변환되는 경우에, 공간(28)의 압력 충진에 의해 해제 피스톤(25)을 이동시킬 수 있으며, 이때 해제 피스톤은 그의 제1 정지면(29)을 통해 제1 피스톤(15)을 이동시키고, 제1 피스톤(15) 내에 반경 방향으로 배치된 전달 요소(31)를 거쳐 제2 피스톤(21)을 이동시키며, 따라서 제1 변속 장치(9) 및 제2 변속 장치(11)가 해제 방향으로 작동된다. 따라서, 제1 피스톤(15) 및 제2 피스톤(21)은 해제 피스톤과 연결 접속되어 이동된다. 따라서, 제1 피스톤(15) 및 제2 피스톤(21)은 제1 변속 장치(9) 및 제2 변속 장치(11)의 결함있는 밀봉 수단의 경우에도 통기가 가능하다. 해제 피스톤(25)의 종단 위치는 제1 정지면(29) 및 정지부(24)와 제1 피스톤(15)에 의해서 정해진다. 이러한 종단 위치는 전달 요소(31)가 제2 피스톤(21)을 그의 정지부(23)까지 이동시키기 전에 상기 종단 위치가 먼저 도달되게 형성된다. 따라서, 전달 요소(31)에는 다만 스프링(22)의 힘만이 작용되는 것이 보장된다.
도 3은 예컨대 그리스 건으로부터의 그리스 또는 압력 매체 소스로부터의 오일과 같은 압력 매체가 공급부(27)를 통해 공간(28) 내로 이송되는 것을 도시하고 있다. 공간(28) 내에 허용할 수 없는 높은 압력을 발생시키지 않게 하기 위하여, 공간(28)에 압력 제한 수단(33)이 연결되며, 이에 의해 소정의 압력 수준 이상에서 압력 매체가 개구(34)를 통해 케이싱(18) 내로 배출될 수 있다. 따라서, 개구(34)로부터의 압력 매체의 배출에 의하여, 외부로부터 제1 변속 장치(9) 및 제2 변속 장치(11)의 해제를 인식할 수 있는 것이 보장된다.
본 발명은 구동 장치에 이용될 수 있다.

Claims (9)

  1. 최소한 하나의 제1 변속 장치(9) 및 하나의 제2 변속 장치(11)를 구비하며, 상기 변속 장치들의 각각의 클러치는 스프링력에 의해 체결 방향으로 그리고 유압에 의해 해제 방향으로 작동될 수 있고, 제1 변속 장치(9)의 클러치 및 제2 변속 장치(11)의 클러치가 체결 방향으로 동시에 작동될 때, 종동 장치(7)는 파킹 브레이크로서 작동되도록 회전되지 않게 유지되며, 제1 변속 장치(9) 및 제2 변속 장치(11)를 동시에 해제시키는 해제 장치(26)를 구비하는, 구동 장치에 있어서,
    상기 해제 장치(26)는 제1 변속 장치(9) 및 제2 변속 장치(11)의 동시 해제를 위해 가압될 수 있는 해제 피스톤(25)을 구비하며, 상기 해제 피스톤은 가압 상태에서, 클러치들이 체결 방향으로 동시에 작동된 경우에 상기 클러치들을 해제 방향으로 작동시키고, 상기 제1 변속 장치(9)의 클러치는 제1 피스톤(15)을 구비하며, 상기 제1 피스톤에는 전달 요소(31)들이 배치되고, 상기 전달 요소들을 거쳐서 해제 장치(26)의 해제 피스톤(25)의 운동이 제2 변속 장치(11)의 제2 피스톤(21)에 전달될 수 있는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 해제 장치(26)의 작동을 위한 압력은 압력 매체 소스에 의하여 생성되는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 해제 장치(26)는 해제 피스톤(25)에 가해질 수 있는 압력을 제한하는 압력 제한 수단(33)을 구비하며, 상기 구동 장치의 개구(34)로 과도 압력 매체가 안내되는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 변속 장치(9)에 제1 피스톤(15)이 배치되며, 상기 제1 피스톤은 제2 변속 장치(11)의 제2 피스톤(21)과 동축으로 그리고 해제 장치(26)의 해제 피스톤(25)과 동축으로 배치되는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 변속 장치(9)의 제1 피스톤(15)은 제2 변속 장치(11)의 제2 피스톤(21)에 대한 실린더를 형성하며, 상기 해제 장치(26)의 해제 피스톤(25)은 제1 변속 장치(9)의 실린더의 일부를 형성하는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 해제 장치(26)의 해제 피스톤(25)은 단지 제2 변속 장치(11)의 제2 피스톤(21)에 다만 스프링력 만이 작용하는 범위까지만 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 해제 장치(26)의 작동시 제1 피스톤(15) 및 제2 피스톤(21)은 해제 피스톤과 연결 접속되어 이동되는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  9. 삭제
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