KR101133836B1 - 건설 기계용 다단식 파워시프트 변속기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 건설 기계, 무엇보다 트랙터 백호 로더 및 텔레스코픽 핸들러용 다단식 파워시프트 변속기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 토크 컨버터(2); 구동 샤프트(3); 출력 샤프트(4); 및 다수의 카운터 샤프트들(5, 6, 7, 17)을 포함하며, 상기 구동 샤프트(3), 출력 샤프트(4), 카운터 샤프트(5, 6, 7, 17)는 각각 자체 샤프트 상에 분포되어 장착되는 아이들 기어들, 고정 기어들 및 시프팅 클러치들(8, 9, 10, 11, 12, 13)을 구비하면서, 6단의 전진 변속 단수 및 3단의 후진 변속 단수를 갖는 상기 다단식 파워시프트 변속기에 관한 것이다. 상기 시프팅 클러치들은 기어 변속 및 방향 전환을 위한 복수의 카운터 샤프트 유닛들을 형성한다. 이에 따라, 상기 출력 샤프트(4)는 또한, 일측의 전진 변속 기어 유닛에 대응하는 카운터 샤프트(17);와 타측의 전진 변속 기어 유닛에 대응하는 카운터 샤프트(5);가 구동 샤프트(3)과 치합되는 일측의 변속 기어용 카운터 샤프트로서 이용되되, 상기 두 카운터 샤프트들(17, 5)은 각각의 목표되는 각도 위치에서 구동 샤프트(3)주위에서 회전될 수 있으며, 그리고 타측의 변속 기어들에 대응하는 카운터 샤프트들(6), 출력 샤프트(4), 카운터 샤프트(7)는 구동 샤프트(3)와 관련하여 이 구동 샤프트(3)의 일 측면에 순차적으로 배치되며, 타측의 변속 기어들에 대응하는 상기 카운터 샤프트(6), 출력 샤프트(4), 카운터 샤프트(7)는, 배치관계에 있어 구동 샤프트(3)의 방향에서 가장 가까운 곳에 배치된 카운터 샤프트 주위에서 소정의 각도 영역에서, 각각 회전될 수 있다.

Description

건설 기계용 다단식 파워시프트 변속기{MULTI-GEARED POWERSHIFT GEARBOX FOR CONSTRUCTION MACHINES}
본 발명은 특허 청구항 제1항의 전제부에 따르는, 건설 기계용, 특히 트랙터 백호 로더(backhoe loader) 및 텔레스코픽 핸들러(telescopic handler: 붐대 지게차)용 파워시프트 변속기에 관한 것이다.
상기와 같은 변속기는 통상적으로 리버스 변속기(reverse gearbox)로서 설계되어 수많은 상이한 건설 기계에 장착되는데, 장착 조건은 차종에 따라 상이할 수 있다. 예를 들어 가용한 장착 공간은 극도로 작을 수 있다. 또한, 변속기 구동 샤프트과 변속기 출력 샤프트 사이의 축간 간격이 상이할 수도 있다; 이외에도 각각의 차종에 따라 변속기의 입력축과 출력축 사이에 소정의 액슬 오프셋(axle offset)이 요구될 수도 있다.
트랙터 백호 로더 차량은 예컨대 중심 장착 및 최저지상고를 바탕으로 콤팩트한 구조를 필요로 한다. 텔레스코픽 핸들러 차량은 각각의 설계 형식에 따라 작은 측면 붐 오버행(boom overhang)을 갖는 협폭이면서 높은 실루엣을 필요로 하거나, 혹은 측면 연장이 가능한 낮은 구조를 필요로 한다.
또한, 건설 기계의 대부분의 사용 영역에서 예컨대 작업 기계의 유압 장치용으로 적어도 하나의 동력 인출 장치를 필요로 한다. 그에 따라 리버스 변속기가 충족하여야 하는 목적은 차량의 구조 형식의 소요에 따라 매우 상이하다. 이러한 요건은 변속기의 축방향 설계 길이 및 그 폭의 범위 내에서 충족되어야 한다.
최초에 언급한 형식의 변속기는 출력 샤프트들의 위치;와 필요한 전진 및 후진 변속 기어들의 수;에 대한 상이한 요건을 갖는다.
예를 들어, 트랙터 백호 로더 변속기는 구동 샤프트과 (뒷바퀴로 향하는) 출력 샤프트 사이의 짧은 간격에 대한 요건을 가지며, 이는 차량 내 위치 및 그 장착 공간의 소요에 따른다 또한, 가능한 한 높은 최저지상고가 보장되어야 하는데, 즉 엔진/변속기 유닛이 가능한 한 높게 안착되어야 함을 의미한다. 트랙터 백호 로더의 경우, 대부분 뒷바퀴는 분명하게 앞바퀴보다 더욱 크며, 그럼으로써 뒷차축의 수직 위치는 분명하게 앞차축의 수직 위치보다 더욱 높게 된다. 그에 따라 결정되는 표준 간격은 가로이동 오프셋이 없거나 혹은 극미한 가로이동 오프셋을 허용한 상태에서 수직 방향으로 160mm 내지 180mm이다.
트랙터 백호 로더는 통상적으로 연결 가능한 앞바퀴 구동 장치를 장착하고 있되, 이 앞바퀴 구동 장치는 보다 작은 앞바퀴를 바탕으로 뒷바퀴로 향하는 종동부와 비교하여 변속기에 더욱 깊게 위치한다. 변속기 전방 측면에 엔진 플랜지 체결부가 위치하기 때문에, 이러한 경우 앞바퀴 구동 장치를 컨버터 벨 하우징의 외부 또는 하부에 배치할 수밖에 없는 설계 구조에 따른 한계가 존재한다.
그와 반대로 텔레스코픽 핸들러는 상시 4륜 구동 장치를 탑재하고 있다. 앞바퀴 구동 장치는 후방의 종동부와 동일한 위치에 위치하며, 그럼으로써 변속기는 오로지 하나의 출력 샤프트만을 필요로 한다. 차량 구성의 소요에 따라, 텔레스코픽 핸들러 변속기는 축간 간격에 대해 트랙터 백호 로더와 또 다른 요건을 갖는다. 수많은 경우에, 예컨대 구동 샤프트에 대한 출력 샤프트의 큰 가로이동 오프셋이 필요하다. 이러한 요건은 엔진의 측면 장착 위치로부터 야기된 것이다. 그러므로 중앙의 추진축에 대한 수평의 오프셋이 필요하다. 차량 중심부를 향하는 동력 흐름의 점프는 대부분은 지금까지 액슬 트랜스퍼 케이스를 장착함으로써 달성되었다.
추가의 표준적인 장착 위치에 따라 측변 빔(beam)을 구비한 텔레스코픽 핸들러의 경우 변속기/엔진 유닛은 중앙에 배치된다. 이러한 경우, (구동 샤프트과 관련하여) 출력 샤프트의 가로이동 오프셋은 필요하지 않다; 수직의 축간 간격은 트랜스퍼 케이스를 장착한 텔레스코픽 핸들러와, 트랙터 백호 로더에 비해 분명하게 더욱 크다.
본 출원인의 EP 0 759 129 B1으로부터는 파워시프트 가능한 리버스 변속기가 공지되어 있다. 상기 리버스 변속기는 카운터 샤프트 상에 시프팅 클러치들, 고정 기어들 및 아이들 기어들을 분포 장착함으로써 구동 기어 세트와 트랜스퍼 기어 세트를 포함하며, 그에 따라 길고 짧은 축간 간격이 실현될 수 있다. 축간 간격이 긴 경우, 카운터 샤프트들은 본질적으로 구동 샤프트과 출력 샤프트 사이에 배치되되, 각각의 목표되는 변속 단수에 따라 상이하게 조합된 카운터 샤프트들이 동력 전달에 관여한다. 축간 간격이 짧은 경우에는, 카운터 샤프트들은 구동 샤프트을 중심으로 원을 그리면서 위치 결정되며, 그럼으로써 카운터 샤프트들의 상호간 위치는 이미 사전 결정된다. 이와 같은 리버스 변속기의 경우, 상이한 축간 간격을 실현하기 위해 상호간에 상이한 샤프트 배치가 제공된다.
또한, 본 출원인의 DE 101 31 329로부터는 구동 샤프트; 출력 샤프트; 그리고 자체 샤프트 상에 분포 장착되는 아이들 기어들, 고정 기어들 및 시프팅 클러치들을 구비한 복수의 카운터 샤프트들;을 포함하며, 파워시프트 가능한 다단식 리버스 변속기가 공지되어 있다. 이와 관련하여 상기 시프팅 클러치들은 기어 변속 및 방향 전환을 위한 복수의 카운터 샤프트 유닛들을 형성한다. 이러한 경우, 개별 샤프트들은 후진 기어 유닛(reverse gear unit) 및 변속 기어 유닛으로 조합되며, 상기 후진 기어 유닛은 구동 샤프트의 임의의 측면에 제공되며, 상기 변속 기어 유닛은 상기 후진 기어 유닛에 연결된다. 그럼으로써 후진 기어 유닛 및 변속 기어 유닛은 구동 샤프트과 관련하여 이 구동 샤프트의 일 측면에 순차적으로 배치된다.
종래 기술의 변속기 컨셉의 경우 축간 간격은 바람직하지 못한 점에서 가변성이 좋지 못한 방식으로 구성될 수 있다. 클러치 및 샤프트의 배치와 지정된 기어들의 상호간 치합을 바탕으로 위치 결정 및 (출력 샤프트에 대한 구동 샤프트의) 축간 간격과 관련하는 구성 자유 공간은 작다. 종종 축간 간격에 대한 변경된 요건을 충족하기 위해 구조의 수정이 실시되되, 이는 높은 비용을 수반할 때만 가능하며, 결국 상이한 축간 간격을 실현하는데 상이한 변속기 컨셉을 개발할 수밖에 없다.
예를 들어, 기존의 변속기 컨셉의 경우, 짧은 수직의 축간 간격을 큰 축간 간격으로 전환하기 위해서 중간 샤프트를 채용하여야 한다. 큰 가로이동 오프셋을 획득하기 위해, 트랜스퍼 케이스를 추가 장착하여야 한다.
기존의 변속기 패턴은 외면적 변속기 형상을 오로지 제한된 조건으로만 유연하게 구성 설계할 수 있다는 단점을 갖는다. 그러므로 빈번하게 하나의 변속기 컨셉을 이용하여 상이한 차종의 장착 공간에 대한 요건을 충족할 수 없다.
더욱이 수많은 통상적인 변속기 형식은 하나의 변속기 컨셉에서 변속 기어단의 수의 상이한 요건을 충족하기 위해 필요한 유연성 또는 모듈성을 가지지 못한다. 이러한 상이한 변속 기어단의 수를 실현하기 위해, 적어도 빈번하게 비용이 소요되는 구조 재설계를 실시해야만 한다. 비록 수많은 변속기 구조에서, 5속 또는 6속 변속기로부터 클러치를 "탈거"함으로써 4속 변속기를 제공할 수 있긴 하지만, 이는 비용 절감시에는 실현되지 않는다. 왜냐하면, 상기 컨셉은 예컨대 6속 변속기용으로 설계되어 있기 때문이다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 단점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서 건설 기계, 무엇보다 트랙터 백호 로더 및 텔레스코픽 핸들러용 파워시프트 변속기를 제공하는 것에 있다. 더욱 상세하게는 상기 목적은 매우 작은 축간 간격 및 매우 큰 축간 간격을 가능케 하는 것에 있다. 그 외에도 상기 목적은, 가능한 샤프트 배치를 통해 트랙터 백호 로더 변속기 및 텔레스코픽 핸들러 변속기의 완전 상이한 요건들을 충족하는 것에 있다.
상기 목적은 특허 청구항 제1항의 특징부를 통해 달성된다. 추가의 실시예 및 장점은 종속항들로부터 제시된다.
이에 따라, 구동 샤프트; 출력 샤프트; 그리고 자체 샤프트 상에 분포 장착되는 아이들 기어들, 고정 기어들 및 시프팅 클러치들을 구비한 복수의 카운터 샤프트들;을 포함하며 파워시프트 가능한 다단식 리버스 변속기가 제안된다. 이와 관련하여 상기 시프팅 클러치들은 기어 변속 및 방향 전환을 위한 복수의 카운터 샤프트 유닛들을 형성한다. 또한, 일측의 전진 변속 기어 유닛(방향 유닛)에 대응하는 카운터 샤프트;와 타측의 전진 변속 기어 유닛(방향 유닛)에 대응하는 카운터 샤프트;는 구동 샤프트과 치합되되, 구동 샤프트과 치합되는 카운터 샤프트들은 각각의 목표되는 각도 위치에서 구동 샤프트을 중심으로 회전될 수 있다.
본 발명에 따라, 변속 기어들에 대응하는 카운터 샤프트들은 구동 샤프트과 관련하여 이 구동 샤프트의 일 측면에 순차적으로 배치된다.
바람직하게는 변속 기어들에 대응하는 카운터 샤프트들은 공간상 볼 때 구동 샤프트의 방향에서 가장 가까이에 배치된 카운터 샤프트를 중심으로 큰 각도 영역에서 각각 회전될 수 있다. 그러므로 거의 모든 하우징 형상이 실현되며, 그럼으로써 본 발명에 따른 변속기는 트랙터 백호 로더 변속기 및 텔레스코픽 핸들러 변속기에 대한 요건들을 충족한다. 본 발명에 따른 변속기는 바람직하게는 6단의 전진 변속 단수와 3단의 후진 변속 단수를 갖는다.
앞바퀴 구동 장치의 위치는 본 발명에 따라 매우 가변적으로 설계될 수 있는데, 왜냐하면 앞바퀴 구동 장치는 종동부를 중심으로 큰 각도 영역에 배치될 수 있기 때문이다. 트랙터 백호 로더 변속기의 경우, 앞바퀴 구동 장치를 독립적으로 연결할 수 있다; 텔레스코픽 핸들러 변속기에서 후방 및 전방을 향하는 종동부는 하나의 샤프트에 통합된다.
본 발명은 다음에서 첨부된 도에 따라 실시예로서 더욱 상세하게 설명된다(동일한 도면 부호는 동일한 구성품에 대응한다).
도1은 본 발명에 따른 변속기의 제1 실시예를 나타내는 변속기 선도이다.
도2는 본 발명에 따른 변속기의 제2 실시예를 나타내는 변속기 선도이다.
도3 내지 도7은 본 발명에 따른 변속기를 나타내는 추가의 변속기 선도들이다;
도8은 본 발명에 따라 2개의 인접한 카운터 샤프트와 출력 샤프트의 연동에 관한 변형예를 나타내는 개략도이다.
도9 내지 도11은 본 발명에 따른 변속기의 상이한 실시예들에 대한 샤프트 배치를 나타내는 개략도이다.
<도면의 주요부분에 대한 설명>
1: 리버스 변속기 2: 토크 컨버터
3: 구동 샤프트 4: 출력 샤프트
5: 카운터 샤프트 6: 카운터 샤프트
7: 카운터 샤프트 8: 시프팅 클러치
9: 시프팅 클러치 10: 시프팅 클러치
11: 시프팅 클러치 12: 시프팅 클러치
13: 시프팅 클러치 14: 시프팅 클러치
15: 앞바퀴 구동 장치 16: 보조 출력부(PTO)
17: 카운터 샤프트 20: 고정 기어
20': 고정 기어 21: 아이들 기어
22: 고정 기어 22': 고정 기어
23: 아이들 기어 24: 고정 기어
24': 고정 기어 25: 고정 기어
25': 고정 기어 26: 고정 기어
26': 고정 기어 27: 아이들 기어
27': 아이들 기어 28: 아이들 기어
29: 아이들 기어 30: 아이들 기어
31: 고정 기어 32: 아이들 기어
도1에는 파워시프트 가능한 다단식 리버스 변속기(1)가 도시되어 있다. 이러한 리버스 변속기(1)는 6단의 전진 변속 단수 및 3단의 후진 변속 단수를 가지면서, 토크 컨버터(2); 구동 샤프트(3); 출력 샤프트(4); 그리고 자체 샤프트 상에 분포 장착된 아이들 기어들, 고정 기어들 및 시프팅 클러치들(8, 9, 10, 11, 12, 13)을 구비한 복수의 카운터 샤프트들(5, 6, 7, 17);을 포함한다. 상기 시프팅 클러치들은 기어 변속 및 방향 전환을 위한 복수의 카운터 샤프트 유닛들을 형성한다. 이러한 점에서, 시프팅 클러치들(8, 10)은 전진 클러치로서 이용되며, 시프팅 클러치(9)는 후진 클러치로 사용된다. 또한, 본 발명에 따른 변속기에서, 독립적으로 시프팅 클러치(14)를 통해 연결이 가능한 앞바퀴 구동 장치(15)가 제공되는데, 이 앞바퀴 구동 장치(15)는 아이들 기어(32)를 통해 출력 샤프트(4)의 고정 기어(22)와 연동될 수 있으며, 그럼으로써 이러한 실시예는 무엇보다 트랙터 백호 로더 내에 장착하기에 적합하다.
도1로부터 알 수 있듯이, 보조 출력부, 예컨대 PTO(16)가 제공되는데, 이는 바람직하게는 구동 샤프트(3)와 연동된다.
일측의 전진 변속 기어 유닛에 대응하는 카운터 샤프트(17)와 타측의 전진 변속 기어 유닛에 대응하는 카운터 샤프트(5)는 구동 샤프트(3)과 치합되되, 이들 두 카운터 샤프트들은 각각의 목표되는 각도 위치에서 구동 샤프트(3) 주위에서 회전될 수 있다.
본 발명에 따르면, 카운터 샤프트(6)는 카운터 샤프트(5) 주위에서 매우 큰 각도 범위로 회전될 수 있다. 추가적으로, 출력 샤프트(4)는 카운터 샤프트(6) 주위에서 큰 각도 범위로 회전될 수 있다. 또한 카운터 샤프트(7)는 출력 샤프트(4) 주위에서 큰 각도 범위로 회전될 수 있다. 본 발명에 따른 사상을 통해 변속기 형상은 다양한 건설 기계 기종의 장착 공간 조건 및 요건에 적응될 수 있다.
구동 샤프트(3)는 카운터 샤프트들(17 및 5)과 치합된다. 이를 위해, 상기 구동 샤프트(3)는 고정 기어(31)를 통해 카운터 샤프트(17)의 고정 기어(20')와 연동되며, 그리고 시프팅 클러치(8) 및 아이들 기어(28)를 통해서는 카운터 샤프트(5)의 고정 기어(24')와 연동된다. 카운터 샤프트(17)는 추가의 고정 기어(20)를 포함하는데, 이 고정 기어(20)는 카운터 샤프트(5)의 아이들 기어(21)와 치합된다. 상기와 같은 아이들 기어(21)는 시프팅 클러치(10)를 통해 카운터 샤프트(5)와 회전이 안되도록 연결될 수 있다. 또한, 카운터 샤프트(5)의 고정 기어(24')는 카운터 샤프트(17)의 아이들 기어(29)와 치합되는데, 상기 아이들 기어(29)는 시프팅 클러치(8)를 통해 카운터 샤프트(17)와 회전이 안되도록 연결될 수 있다. 시프팅 클러치(9)가 체결되면, 출력 샤프트의 회전 방향이 전환되면서, 시프팅 클러치들(11, 12, 13)과 연동하여 후진 변속 기어를 작동시킨다.
도면에 도시된 바와 같이, 카운터 샤프트(5)의 고정 기어(24')는 카운터 샤프트(6)의 고정 기어(25')와 치합되며, 카운터 샤프트(6)의 아이들 기어(23)는 출력 샤프트(4)의 고정 기어(22')와 치합되며, 그리고 시프팅 클러치(11)를 통해 카운터 샤프트(6)와 회전이 안되도록 연결될 수 있다. 또한, 카운터 샤프트(6)의 고정 기어(25')는 출력 샤프트(4)의 아이들 기어(27')와 치합되며, 상기 아이들 기어는 시프팅 클러치(12)를 통해 상기 출력 샤프트과 회전이 안되도록 연결될 수 있고, 카운터 샤프트(7)의 고정 기어(26)와 치합된다. 그 외에도, 카운터 샤프트(7)의 아이들 기어(30)는 출력 샤프트(4)의 고정 기어(22')와 치합되며, 이 고정 기어(22')는 앞바퀴 구동 장치(15)의 아이들 기어(32)와 추가적으로 치합된다.
도2에는 도1에 따른 실시예의 변형예가 도시되어 있다. 상기 변형예는 풀타임 앞바퀴 구동 장치를 포함하며, 무엇보다 텔레스코픽 핸들러(telescopic handler)에 적합하다. 이러한 경우, 앞바퀴 및 뒷바퀴 구동은 하나의 샤프트 상에서, 다시 말해 출력 샤프트(4) 상에서 이루어진다.
도1 및 도2에 도시된 변속기의 6단의 전진 변속 단수와 3단의 후진 변속 단수를 도시하기 위한 클러치 조합은 하기와 같다:
전진 변속 기어
제1 변속 기어: 시프팅 클러치 8과 11
제2 변속 기어: 시프팅 클러치 8과 12
제3 변속 기어: 시프팅 클러치 8과 13
제4 변속 기어: 시프팅 클러치 10과 11
제5 변속 기어: 시프팅 클러치 10과 12
제6 변속 기어: 시프팅 클러치 10과 13
후진 변속 기어
제7 변속 기어: 시프팅 클러치 9와 11
제8 변속 기어: 시프팅 클러치 9와 12
제9 변속 기어: 시프팅 클러치 9와 13.
오로지 5단 또는 4단의 전진 변속 단수(그러나 3단의 후진 변속 단수)를 실현하기 위해서, 6가지 전진 변속 기어 조합 중에 하나 또는 2개의 클러치 조합은 비활성화될 수 있다.
도시한 변속기 선도의 기본도는 10개의 기어를 포함한다. 하나 혹은 그 이상의 기어를 추가함으로써, 변속비 및 스프레드(spread)에 대한 매우 넓은 스펙트럼이 달성될 수 있다.
도3 내지 도7에는 앞바퀴 구동 장치(15)와 연결될 수 있는 추가의 실시예들이 도시되어 있다. 이들 실시예들은 앞서 언급한 실시예들과 기어의 수에서 구분된다. 도2에 도시한 실시예와 유사하게, 풀타임 앞바퀴 구동 장치가 제공될 수 있다.
도1의 실시예와 구분되는 도3의 실시예에 따라, 카운터 샤프트(17) 상에는 오로지 하나의 고정 기어(20')만이 배치되며, 그럼으로써 카운터 샤프트(5)에 있어 시프팅 클러치(10)에 할당된 그 아이들 기어(21)는 상기 고정 기어(20')와 치합된다(도1에 따른 추가의 고정 기어에 의해 또 다른 변속비가 달성된다). 도4에서 출력 샤프트(4)는, 카운터 샤프트(6)의 아이들 기어(23)와 연동되지만 더 이상 시프팅 클러치(12)와 결합되지 않는 고정 기어(22)를 포함한다. 마찬가지로 카운터 샤프트들(5 및 6)도 시프팅 클러치들(10 또는 11)과 무관한 고정 기어들(24, 25)을 포함한다(이러한 경우 카운터 샤프트(5)는 2개의 고정 기어(24, 24')를 포함한다). 그 외에도 카운터 샤프트(7) 상에는 시프팅 클러치(13)와 무관한 고정 기어(26)가 형성되어 출력 샤프트(4)의 아이들 기어(27)와 연동된다.
도5에 따른 실시예에서, 카운터 샤프트(6) 상에는 2개의 고정 기어(25, 25')가 제공되되, 고정 기어(25)는 카운터 샤프트(4)(아이들 기어 27)와 연동되고, 고정 기어(25')는 카운터 샤프트(5)(고정 기어 24')와 연동된다.
도6에 도시한 실시예는 도1에 따른 실시예와 구분되는데, 즉 카운터 샤프트(5)는 2개의 고정 기어(24, 24')를 포함하되, 고정 기어(24)는 카운터 샤프트(6)의 고정 기어(25)와 연동되고, 고정 기어(24')는 카운터 샤프트(17)의 아이들 기어(29) 및 구동 샤프트(3)의 아이들 기어(28)와 연동된다. 또한, 카운터 샤프트(6)의 고정 기어(25)는 시프팅 클러치(11)와 결합되지 않으며, 출력 샤프트(4)의 고정 기어(22)는 시프팅 클러치(12)와 결합되지 않으며, 그리고 카운터 샤프트(7)의 고정 기어(26)는 시프팅 클러치(13)와 결합되지 않는다.
도7에 따른 실시예는 도4에 따른 실시예와 구분되는데, 즉 카운터 샤프트(6)의 고정 기어(25) 및 출력 샤프트(4)의 고정 기어(22)는 시프팅 클러치들(11 또는 12)과 연동된다. 마찬가지로 카운터 샤프트(7)의 고정 기어(26)는 시프팅 클러치(13)와 연동된다.
도8은 카운터 샤프트들(6 및 7)과 출력 샤프트(4)의 연동에 관한 추가의 변형예를 도시하고 있다. 이에 따르면, 출력 샤프트(4)는 2개의 고정 기어(22, 22')를 포함하되, 고정 기어(22)는 카운터 샤프트(7)의 아이들 기어(30)와 연동되고, 고정 기어(22')는 카운터 샤프트(6)의 아이들 기어(23)와 연동된다. 또한, 출력 샤프트(4)의 아이들 기어(27)는 시프팅 클러치(12)를 통해 카운터 샤프트(7)의 고정 기어(26) 및 카운터 샤프트(6)의 고정 기어(25')와 연동될 수 있다.
도9는 텔레스코픽 핸들러에 있어 측면 장착 시에 샤프트들의 위치 결정과 관련하여 가능한 실시예를 도시하고 있다. 이미 언급했던 바와 같이, 카운터 샤프트들(17 및 5)이 구동 샤프트(3) 주위에서 회전될 수 있는 것과 마찬가지로 카운터 샤프트(7)는 출력 샤프트(4) 주위에서 회전될 수 있다.
도10은 텔레스코픽 핸들러에 있어 중심 장착의 2가지 가능한 실시예들을 도시하고 있다. 본 실시예에서도 또한 카운터 샤프트들(17 및 5)이 구동 샤프트(3) 주위에서 회전될 수 있는 것과 마찬가지로 카운터 샤프트(7)는 출력 샤프트(4) 주위에서 회전될 수 있다.
도11은 앞바퀴 구동 장치(15)가 연결될 수 있는 트랙터 백호 로더에서 샤프트 배치와 관련한 4가지 변형예를 도시하고 있다. 이러한 경우, 명백히 앞바퀴 구동 장치(15)와 카운터 샤프트(7)는 출력 샤프트(4) 주위에서 회전될 수 있다. 카운터 샤프트들(17 및 5)은 구동 샤프트(3) 주위에서 회전될 수 있으며, 그럼으로써 매우 높은 장착 유연성이 보장된다.
미도시한 추가의 실시예들의 범주에서, 샤프트 어셈블리를 탈거함으로써, 4단의 전진 변속 단수와 2단의 후진 변속 단수를 갖는 변속기를 제공할 수도 있다.
또한, 앞바퀴 구동 장치(15)는 카운터 샤프트(6) 상에 배치된 아이들 기어(23)를 통해 미도시한 고정 기어와 연동될 수도 있다.
본 발명은 건설 기계, 특히 트랙터 백호 로더 및 텔레스코픽 핸들러용 파워시프트 변속기에 이용될 수 있다.

Claims (7)

  1. 건설 기계용 다단식 파워시프트 변속기로서, 토크 컨버터(2), 구동 샤프트(3), 출력 샤프트(4), 서로 이격된 다수의 카운터 샤프트(5, 6, 17)를 구비하고, 상기 구동 샤프트(3), 출력 샤프트(4), 카운터 샤프트(5, 6, 17)는 각각의 자체 샤프트상에 장착되는 아이들 기어들, 고정 기어들 및 시프팅 클러치들(8, 9, 10, 11, 12)을 구비하며,
    6단의 전진 변속 단수 및 3단의 후진 변속 단수를 포함하고,
    상기 시프팅 클러치들은 기어 변속 및 방향 전환을 위한 다수의 카운터 샤프트 유닛들을 형성하며,
    그리고 상기 출력 샤프트(4)는 또한 변속 기어에 대한 카운터 샤프트로서 사용되며,
    일측의 전진 변속 기어 유닛에 대응하는 카운터 샤프트(17)의 기어와 타측의 전진 변속 기어 유닛에 대응하는 카운터 샤프트(5)의 기어는 구동 샤프트(3)의 기어와 치합되며,
    양측의 상기 카운터 샤프트들(17, 5)은 각각의 목표되는 각도 위치에서 상기 구동 샤프트(3) 주위에서 회전될 수 있는, 건설 기계용 다단식 파워시프트 변속기에 있어서,
    각각의 변속 기어들에 대응하는 카운터 샤프트(6)와 출력 샤프트(4)는 구동 샤프트(3)와 관련하여 이 구동 샤프트(3)의 일 측면에 순차적으로 배치되며, 변속 기어들에 대응하는 상기 카운터 샤프트(6) 및 출력 샤프트(4)는 배치관계에 있어서 구동 샤프트(3)의 방향으로 가장 가까이 배치되는 카운터 샤프트 주위에서 소정의 각도 범위로 각각 회전 가능하며, 변속 기어들에 대응하는 카운터 샤프트(6) 및 출력 샤프트(4)는 동력 전달 경로에서 상류 측에 배치되는 기어의 축 주위에서 회전 가능한 것을 특징으로 하는 건설 기계용 다단식 파워시프트 변속기.
  2. 제1항에 있어서,
    연결 가능한 앞바퀴 구동 장치(15)가 제공되며, 이 앞바퀴 구동 장치(15)는 아이들 기어(32)를 통해 출력 샤프트(4)의 고정 기어(22)와 결합 가능하며, 출력 샤프트(4) 주위에서 소정의 각도 범위로 배치될 수 있는 것을 특징으로 하는 건설 기계용 다단식 파워시프트 변속기.
  3. 제1항에 있어서,
    풀타임 앞바퀴 구동 장치(15)가 제공되며, 앞바퀴 및 뒷바퀴 구동은 출력 샤프트(4)를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 건설 기계용 다단식 파워시프트 변속기.
  4. 삭제
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    샤프트 어셈블리를 탈거함으로써, 4 개의 전진 변속 단수 및 2 개의 후진 변속 단수를 갖는 변속기가 제공될 수 있는 것을 특징으로 하는 건설 기계용 다단식 파워시프트 변속기.
  6. 제1항에 있어서,
    연결 가능한 앞바퀴 구동 장치(15)가 제공되며, 이 앞바퀴 구동 장치(15)는 아이들 기어(23)를 통해 고정 기어와 결합 가능하며, 상기 아이들 기어(23)는 카운터 샤프트(6) 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 건설 기계용 다단식 파워시프트 변속기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 건설 기계는 트랙터 백호 로더 및 텔레스코픽 핸들러를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설 기계용 다단식 파워시프트 변속기.
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