KR101171123B1 - 마찰 링 기어 및 마찰 링 기어를 작동하기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

베벨 마찰 링 기어용 2개의 프레스 장치 부분들을 포함하는 프레스 장치는 제 2 프레스 장치가 제 1 프레스 장치 부분에 의하여 가해진 하중을 부분적으로 수용하도록 형성되어 진다.

Description

마찰 링 기어 및 마찰 링 기어를 작동하기 위한 방법{FRICTION RING -TYPE TRANSMISION AND METHOD FOR OPERATING SUCH A FRICTION RING-TYPE TRANSMISSION}

본 발명은 반경 방향으로 이격된 적어도 두 개의 마찰휠들을 가진 마찰 링 기어 및 상기 마찰링 기어를 작동하기 위한 방법에 관한 것이며, 한 개의 마찰 링이 상기 마찰 휠들 사이에 배열되고 두 개의 마찰 휠들 중 한 개를 둘러싼다.

상기 형태의 기어는 무단변속기(CVT)에 관한 것이고, 상기 무단변속기는 예를 들어, 문헌들 제 EP 0 466 113 호, JP 62-258254, JP 2003-028257, JP 2001-124 163, JP 06-174 030, JP 06-174028 또는 미국특허 제 3087348호 또는 미국특허 제 5,184981호, 미국특허 제 5094652호 또는 영국특허 1 600 974호에 공지된 토로이달 CVT 및 체인 또는 벨트식 CVT에 관한 것이다. 상기 기어 부재들 중 한 개가 다른 한 개의 기어부재를 둘러싸거나 두 개의 마찰휠들과 마찰접촉하는 기어 부재가 두 개의 접촉면들을 가지고 접촉면들중 제 1 접촉면이 단지 제 1 마찰휠과 접촉하고, 제 2 접촉면이 단지 제 2 마찰휠과 접촉한다. 다른 무단변속기어들에서 가변기어부재의 회전 접촉면이 상기 제 1 및 제 2 기어 부재와 교대로 접촉한다는 점에서 마찰링 기어들은 상이하다.

예를 들어, 문헌 제 EP 0878 641A1호 또는 제 EP 0980993A2호에 공개된 마찰링기어들의 제 2 실시예에 의하면, 프레스 장치가 제공되고, 베벨 마찰 링 기어의 피동 베벨 기어에 의해 전달되는 토크에 의존하여 상기 프레스 장치가 압축 하중을 제공하여 두 개의 베벨 기어들을 통해 연결되고 구동 베벨 기어주위에서 그립(grip)을 형성하는 마찰링 및 두 개의 베벨 기어들을 구속한다. 미끄럼의 위험을 가지는 고 토크들에서 압축 하중은 충분히 크다. 또한 문헌 제 EP 0980993A2호에 공개된 제 1 실시예에 의하면, 프레스 장치의 압축 하중이 유압실린더에 의해 외측으로부터 제어될 수 있다.

상기 장치의 문제점에 의하면, 마찰 베벨 기어의 기저부와 근접하게 배열된 상기 마찰휠이 마찰링 내에 위치하고 베벨 기어의 반경이 상대적으로 작은 마찰링의 위치와 비교할 때 상기 마찰링 내에서 마찰링 및 상기 베벨 기어 상의 접촉면은 상대적으로 크다. 접촉면이 상대적으로 크기 때문에, 접촉압력이 감소되어, 베벨기어 위에서 상당한 미끄럼이 발생하거나 마찰링은 부유상태로 배열된다. 특히 전달토크가 클 때, 압축 하중이 상당하여, 압축 하중은 마찰링의 다른 위치들에서 불필요하게 손실된다. 포장공간과 관련하여 마찰링의 반경을 증가시킬 수 없다. 또한 각각의 기어 부재의 접촉면들이 서로 다른 경로 위에서 회전하기 때문에, 상기 문제뿐만 아니라 다른 무단변속기어들과 관련한 문제가 발생한다.

이와 관련하여 본 발명의 목적은 개선된 기어를 제공하는 것이다.

상기 목적을 위하여, 본 발명에 의하면, 반경방향으로 이격된 두 개의 마찰휠들을 가진 마찰링 기어가 제공되고, 상기 마찰 휠 사이에 배열되고 두 개의 마찰휠들 중 한 개를 둘러싸는 한 개의 마찰링이 제공되며, 상기 마찰휠 및 마찰링이 프레스 장치에 의해 서로 구속되고, 상기 마찰링은 프레스 장치가 적어도 두 개의 프레스 장치부분들을 가지고 두 개의 프레스 장치 부분들 중 한 부분(제 1 부분)은 다른 한 부분(제 2 부분)보다 상대적으로 짧은 응답시간을 가지는 것을 특징으로 한다.

두 개의 프레스 장치부분을 포함한 상기 프레스 장치가 다양한 기어들에서 이용될 수 있고, 한 개의 기어부재 특히, 마찰링 또는 작동시 마찰을 이용하는 또 다른 기어 부재가 다른 기어 부재를 둘러싼다. 상기 기어들이 서로 마찰되는 기어부재들을 가진 회전기어들의 형태를 포함한다.

상기 마찰링에 의해 둘러싸이는 베벨기어 및 마찰링의 반경차가 작기 때문에 요구되는 과도비례적인 압축 하중을 고려하는 전달비-압축 하중과 같은 중요변수 또는 마찰링의 위치에 의존하여, 전체 프레스 장치가 제공되도록 제 2 프레스 장치부분이 선택적으로 작동될 수 있다. 그 결과 제 1 프레스 장치부분이 상당히 단순하게 고장없이 구성될 수 있다.

상기 제 1 프레스 장치부분의 반응시간은 충격 등에 대해 빠르게 응답하도록 짧게 선택된다. 완전히 기계적인 구성이 제공되어, 반응시간이 불필요한 것이 선호된다. 상기 프레스 장치가 일시적인 변화에 신속하게 적응되어 함께 운동하는 기어부재들의 미끄럼이 방지될 수 있다.

상기 구성에 의하면, 오직 전달토크와 같은 중요 변수들의 함수로서 제어작용없이 상기 제 1 프레스 장치부분이 직접 작동될 수 있다. 따라서 상기 제 1 프레스 장치부분( 및 그 결과 전체 프레스 장치)은 충격 또는 거의 불안정하거나 안정상태가 아닌 상기 변수의 변화에 신속하고 신뢰성 있게 적응될 수 있다. 상기 목적을 위하여 변수에 의존하는 특성곡선에 대하여 제 1 프레스 장치부분가 최적화되는 것이 불필요하다. 제 1 프레스 장치부분은 매우 작은 응답시간으로 충격 또는 불안정한 작용에 대해 적합하게 반응할 수 있다.

전체 프레스 장치의 최적특성곡선은 제 2 프레스 장치부분에 의해 제공되고, 상기 제 2 프레스 장치부분은 충격 또는 돌발적인 불안정반응에 대해 신속하게 응답할 필요없이 전체 프레스 장치의 특성곡선 또는 제 2 프레스 장치부분의 특성곡선에 대해 최적화된다. 특성곡선이 가장 양호하게 선택되도록 제 2 프레스 장치부분이 제어되는 것이 유리하다. 제 프레스 장치부분이 서로 다른 다양한 변수들에 의해 작동되어, 각각의 요구조건에 대해 세부적으로 응답할 수 있다. 일반적으로 응답시간을 감소시키는 진동의 감쇄에 대하여 상기 프레스 장치가 제어루프 내에서 최적화될 수 있지만, 제 1 프레스 장치부분이 상대적으로 작은 응답시간을 가지고 반응하기 때문에 상기 특성은 상대적으로 덜 중요하다.

구체적으로 본 발명의 구성에 의하면, 해당 기어의 손실이 상당히 최소화된다. 제 1 프레스 장치부분로부터 개시되고 안전과 관련한 특성곡선의 전이가 적합하게 보상되도록 제 2 프레스 장치부분가 특성곡선을 가지고, 제 1 프레스 장치부분이 작동안전 또는 안전에 관해 최적화되도록 제 1 프레스 장치부분을 구성할 수 있다.

따라서 상기 목적을 달성하기 위하여 상기 구성의 다른 특징들과 무관하게 반경방향으로 이격된 적어도 두 개의 마찰휠을 가지고 상기 마찰휠들사이에 배열되고 마찰휠들중 한 개를 둘러싸는 마찰링기어가 제공되고, 상기 마찰휠 및 마찰링이 프레스 장치를 통해 서로 구성되며, 상기 마찰링 기어의 프레스 장치가 적어도 두 개의 프레스 장치부분들을 포함하고, 두 개의 프레스 장치부분들 중 제 1 프레스 장치부분이 전체 프레스 장치에 의해 제공되는 압축 하중보다 크거나 동일한 압축 하중을 제공하며, 제 2 프레스 장치가 프레스 장치에 의해 제공된 압축 하중을 감소시킨다.

상기 구성에 의하면, 제 1 프레스 장치부분이 압축 하중을 과도하게 제공하여, 작동안전을 유지하면서 일시적인 변화가 보상될 수 있다. 다음에 제 2 프레스 장치가 과도한 압축 하중을 감소시켜서 손실을 최소화하고 일시적인 충격 등에 응답하여 불충분한 압축 하중이 제공되는 위험이 회피된다.

프레스 장치 특히 제 1 프레스 장치부분은 스프링요소를 포함한다. 기초하중을 제공하는 스프링요소가 구성되어, 가변적인 응답을 가지는 다른 기계적 프레스 장치를 포함한 프레스 장치는 상기 기초하중으로부터 개시되는 압축 하중을 제공한다. 상기 구성이 제 1 프레스 장치부분에 적용되어, 상기 프레스 장치를 위한 특성곡선이 휠씬 더 평평하게 선택될 수 있다. 그 결과 나중에 제 2 프레스 장치부분에 의해 보상되어야 하는 과도한 압축 하중이 발생되지 않고도 기계적 가압수단을 위한 선형 기울기가 제공될 수 있다. 본 발명의 다른 특징들과 무관하게 적어도 한 개의 스프링요소를 포함한 두 개의 프레스 장치부분들은 마찰링 기어 또는 무단변속기에서 유리하게 이용될 수 있다. 제 2 프레스 장치부분이 유압부분을 가질 때 상기 구성이 유리하게 이용된다.

선택적으로 제 2 프레스 장치부분은 제 1 프레스 장치부분에 의해 제공된 하중과 반작용하는 하중을 제공한다. 따라서 상기 하중이 작동안전을 유지하면서 감소될 수 있다. 또한 상기 구성에 의하면, 제 1 프레스 장치부분이 직접적으로 특성곡선을 이용하고, 필요한 경우 제 2 프레스 장치부분에 의한 하중감소에 반작용할 수 있다.

제 1 프레스 장치부분에 의해 제공된 하중이 부분적으로 제 2 프레스 장치부분에 의해 수용되어 유리하다.

상기 특징들이 개별적으로 프레스 장치에 이용되거나 해당 기어에서 이용되더라도, 프레스 장치가 적합하게 최적화될 때 상기 특징에 의해 손실이 상당히 감소될 수 있다. 압축 하중에 의해 발생되는 지지하중을 최소화하고, 상기 지지하중에 의해 각각의 기어부재가 프레임 또는 케이싱 위에서 이동되어, 손실을 상당히 감소시킬 수 있다. 작동변수의 예상치못한 빠른 변화에 대하여 상기 기어부재들을 고정하기 위해 안전여유가 제공되어야 하고, 제 1 프레스 장치부분이 충분한 예비하중(force reserve)을 가지고 신속하게 응답하기 때문에 상기 안전여유가 최소화될 수 있다. 정상적인 작동조건에서 제 2 프레스 장치부분에 의해 압축 하중 또는 프레임 또는 케이싱을 구속하기 위한 하중이 감소된다. 충격 또는 빠른 변화들이 단지 짧은 시간 동안 발생하고 전체 작동시간에 대해 경미하게 작용하기 때문에 전체손실이 감소된다.

함께 작동하는 기어 부재들을 가진 다양한 기어들에서 프레스 장치가 이용될 수 있다. 구체적으로 각각의 기어 부재들이 마찰상태로 상호구속되거나 마찰상태로 상호작용하거나 불출한 압축 하중에 기인한 미끄럼의 발생시 상호작용하는 장치에서 상기 프레스 장치가 적합하다. 상기 구성에서 프레스 장치에 의해 손실이 최소화된다.

유압시스템을 이용하면, 예를 들어 해당 압축 하중이 전자기 작동식 피스톤에 의해 제공될 수 있다. 상기 구성은 작고 컴팩트하게 제공되고 기계적으로 단순한 구조를 가진다.

피스톤의 행정 경로에서 피스통는 우선 오버플로우/재충진 포트와 근접하게 배열된다. 상기 구성 및 상기 방법에 의하면, 피스톤 및 프레스 장치사이에 충분한 양의 유압액체가 항상 제공된다. 피스톤에 하중에 제공되면, 프레스 장치가 충분한 반작용압력을 발생시킬 때까지 프레스 장치를 향해 상기 유체가 압축된다. 피스톤에 대해 하중이 제공되지 않으면, 포트를 통해 과도량의 유체가 유출되고, 유체가 불충분할 때 유체는 유체공급원으로부터 상기 포트를 통해 공급된다.

선택적으로 유압작동을 위해 기어펌프가 제공될 수 있다. 상기 기어펌프는 상당히 저가이고, 예를 들어, 가변회전속도 또는 가변토크에 의해 가변압축 하중을 제공할 수 있고 보수가 거의 불필요하며 작동안전이 유지될 수 있어서 유리하다. 특히 토크에 의존하는 전류가 제공될 때 전기모터에 의해 상기 기어펌프가 구동될 수 있다. 구동은 전류를 제한하거나 제어하여 수행되고, 전류를 제어하는 것이 전압을 제어하는 것보다 상대적으로 용이하다. 다른 한편으로 작동이 디지털식으로 수행되면 용이한 구성에 기인하여 전압을 제어하는 것이 유리하다. 따라서 가변 압축 하중이 용이하고 신뢰성있게 제공될 수 있다. 의도적으로 기어펌프의 윙(wing)은 완전한 밀봉상태를 요구하지 않고 미끄럼상태를 제공하는 것이 유리하다. 토크를 제어할 때, 예를 들어, 요구되는 압축 하중은 증가된 rpm에 의해 제공된다.

기어펌프 이외에 기어펌프와 같이 압력 구배를 제공하거나 내부 누출을 가지는 다른 펌프가 이용될 수 있다.

변속비의 범위 또는 조정운동을 통해 연속조정가능한 기어를 위하여 가장 양호한 압축 하중을 제공하기 위하여 가변적인 압축 하중을 발생시키기 위한 상기 장치는 예를 들어, 베벨마찰링기어과 같이 연속조정가능한 기어들을 위한 프레스 장치의 다른 특징과 무관하게 구성되는 것이 유리하다.

선택적으로 프레스 장치에 의해 서로 가압되는 적어도 한 개의 입력부재 및 출력부재를 가진 마찰기어를 작동하기 위한 방법에 의하면, 제 1 작동조건 및 제 2 작동조건사이의 평균기울기보다는 마찰기어의 정지위치 및 제 1 작동조건사이의 또 다른 평균기울기를 가지는 작동조건 대 압축 하중에 관한 특성곡선에 의해 프레스 장치가 작동된다. 선택적으로, 적어도 두 개의 작도조건들을 가진 마찰기어가 제공되어, 특정작동조건의 함수로서 변화하는 압축 하중을 이용하여 적어도 한 개의 프레스 장치에 의해 적어도 한 개의 입력부재 및 출력부재가 서로 가압되고, 상기 작동조건 대 압축 하중에 관한 특성곡선을 가진 프레스 장치가 상기 마찰기에 제공된다. 본 발명의 다른 특징들과 무관하게 상기 방법 및 장치에 의해 마찰링기어의 작업효율이 증가 된다.

적어도 한 개의 입력부재 및 마찰상태로 상호작용하는 입력부재를 둘러싸는 출력부재가 구성된 마찰기어에 있어서 프레스 장치를 위한 상기 가변 특성곡선이 제공되는 것이 유리하다. 이와 관련하여, 상기 "마찰상태"는 회전운동하는 두 개의 기어부재들사이에서 형상의 완전한 끼워맞춤이 제공되지 않고 과도한 토크에 의해 두 개의 기어부재들사이에서 파손을 발생하는 미끄럼없이 제공되는 상호작용을 포함한다. 상기 마찰상태는 유체정역학 또는 유체동역학 또는 정전기력 또는 전기역학적 하중 또는 자기력을 통해 두 개의 기어부재들사이에서 작용하는 상호작용을 포함한다. 따라서 본 발명의 마찰기어에 의하면, 가스 또는 액체와 같은 유체가 충진되는 간격이 실제 기계적 기어부재들사이에 배열되고 예를 들어, 전단하중에 의해 두 개의 기어부재들이 상호작용하도록 속도, 간격폭 및 압력 등이 정해진다. 두 개의 기어부재들사이에 유체와 같이 상호작용을 전달하는 매체들 또는 다른 기어부재가 제공되는 마찰기어들에 대해 상기 변화하는 특성곡선이 적합하다.

상기 구성들에 있어서, 두 개의 기어부재들사이의 상호작용이 상기 기어부재들의 특수작용면에 대해 작용하는 하중들에 의해 제어된다. 문헌들 제 EP 0 878 641 A1호 또는 EP 0 980 993 A2호를 참고할 때, 상기 목적을 위하여 두 개의 기어부재들이 예를 들어, 적합한 베어링들에 의해 적합하게 서로 구속될 수 있다. 상기 문헌들의 다양한 실시예들에 의하면, 일정 기본하중을 초과할 때 출력토크에 의존하고 가변적인 압축 하중을 제공하는 프레스 장치가 구성되어, 고출력토크에서 높은 압축 하중이 발생되고, 따라서 마찰기어의 전달토크가 증가될 수 있다. 종래기술에 의하면, 상기 형태의 장치는 상기 형태의 마찰기어들에서 상당히 큰 손실을 발생하여 장치의 효용성이 감소된다.

입력부재와 출력부재가 직접 연결될 필요는 없다. 추가의 유체들 또는 다른 상호작용기구와 같은 마찰연결기능을 제공하기 위한 수단 또는 전달기능의 기어부재가 제공될 수 있다. 기어에 작용하는 하중의 균형에 의하여, 입력부재 및 출력부재가 교환될 수 있다. 상기 변형구성은 상기 형태의 기어들이 복잡한 구동트레인내에 구성되기 때문에 이용될 수 있다. 기어부재들이 기어부재들의 자유도에 의해 서로에 대해 가압되고, 서로에 대해 가압되거나 서로 가압되기 위한 자유도를 가진 한 개이상의 부분이 해당 기어부재의 작용표면을 향해 적합하게 배열되는 한 상기 기어부재들이 서로에 대해 오프셋상태로 배열된다.

본 발명의 마찰 링 기어들은 여러 가지의 작업 조건을 고려하여 다른 작업 조건 하에서 작동 가능하다. 이와 같은 작업 조건들은 입력 또는 출력 토크들, 힘들, 역비(force ratio), 압력 또는 심지어 온도, 시간 또는 이에 비례하여 측정된 변수들이 있다. 이와 같은 마찰 기어가 작동하는 동안, 각각의 작동 조건들은 바로 측정 가능한 작업 조건들에 비례하거나 단지 준하여 중요한 작업 조건들, 구체적인 실시예 또는 수단에 의존하며, 매우 다양한 작업 조건하에서 사용되어 진다.

변화하는 특성 곡선은 2개의 프레스 유닛들을 포함하는 프레스 장치의 마찰 기어를 부가적으로 사용하거나 대안으로 사용함에 따라 형성되어 진다. 이와 같은 프레스 장치가 최소한 2개의 부분들을 포함함에 따라, 작업 조건-압축 하중 특성 곡선은 매우 간단한 수단들을 사용하는 요구된 요구 조건에 적용된다. 상기 적용, 특히 작동 조건-압축 하중 특성 곡선의 다양한 평균 상승 기울기들은 이하에서 언급되어진다. 이와 같은 점에서, 정지 조건과 작동 조건 사이 또는 2개의 작동 조건 사이의 용어 “평균 기울기(average slope)"는 작동 조건-압축 하중 특성 곡선의 해당 구간 내에서, 제 1 변화의 평균 직선에 의하거나 평균 기울기에 의하여 형성된 값이다. 상승 기울기가 변화함에 따라, 구동 내에서 2개 이상의 필요성에 고려하여 작동 조건-압축 하중 특성 곡선을 최적화의 가능성을 가진다. 특수한 작업 조건에 따라, 최적 조건들은 2 가지의 작업 조건들 사이에서 구동력을 고려하여 실행 가능할 때까지 보장되어 지고, 최적 압축 하중은 순간 작업 조건에 대하여 실행 가능할 때까지 선택되어 진다. 이와 같은 결과 손실을 최소화하고, 동시에 마찰 기어의 최적의 성능을 제공된다. 제 1 작동 조건과 정지 조건 사이의 특성 곡선의 조절은 상기 2가지 조건들 사이의 방향 전환을 허용하여 기초 하중들, 이로 인한 기초 손실들은 최소화되어진다. 그리하여 비록 부속된 조건에 의지하는 상황임에도 불구하고, 이와 같은 설비는 최적의 결과를 성취하는 것을 필요하지 않는다. 종래기술의 당업자들은 이와 같은 마찰 기어들의 효율을 개선하기 위한 가능성이 주어질 것이다. 필요한 때에, 높은 비용과 측정치를 증가시키는 효율 사이에서 해결될 것이다.

2개의 프레스 유닛들이 다른 작동 조건- 압축 하중 특성 곡선을 포함한다면 이는 장점을 가진다. 2개의 특성 곡선들을 조합함에 따라, 프레스 장치의 전체 특성 곡선은 명확하고 이해할 수 있는 방법 내에서 적합하다.

바람직하게, 2개의 프레스 유닛(press-on unit)은 제 1 작동 조건에서 압축 하중 내에서의 제 1 부분(first share)과 제 2 작동 조건에서 압축 하중 내에서의 제 2 부분을 가지며, 제 1 프레스 장치의 제 1 부분과 제 2 부분 사이의 차이점은 제 2 프레스 장치의 제 1 부분과 제 2 부분 사이의 차이점과 상이하다. 시스템은 각각의 작동 조건들 내에서 프레스 장치의 전체 압축 하중에 다른 크기들에 기인하는 각각의 프레스 유닛들이 제공되어 지며, 이는 구조적인 측변에서 전체 프레스 장치의 특성 곡선에 바로 영향을 미친다.

본 발명의 다른 특징들을 고려함이 없이, 2개의 프레스 유닛들은 압축 하중에 대하여 및/또는 작업 조건의 탐지에 따라 직렬 또는 병렬로 작동하도록 형상화되어진다. 이와 같은 결과, 알맞은 전동 비율을 통한 접합은 적합하며, 프레스 장치의 전체 특성 곡선은 바로 현존하는 요구점들에 적합하다.

이와 같은 프레스 장치는 알맞은 곡선 경로들 또는 유사한 설비들을 통하여 제한된 상당히 넓은 범위들 내에서 작동 조건-프레스 하중 특성 곡선이 적합하다. 이와 같은 단점은 공차, 간격, 열 팽창 및 특성 곡선을 이동시키는 이와 비슷한 것과 같은 외부 작용이며, 상기 특성 곡선은 해당 작동 조건의 함수로서 더 이상 정확하지 않는다. 상기 경우, 압축 하중에서 바람직한 변화를 야기하는 작동 조건에서 변경을 더 이상 보장하지 않는다. 이와 같은 이유로 인하여, 본 발명의 다른 특징을 고려하지 않고, 본질적으로 일정한 기울기를 가지는 작동 조건-압축 하중 특성 곡선을 포함하는 바람직하게 모든 프레스 유닛 또는 2개의 프레스 유닛, 하나 이상의 프레스 유닛이 제한되어 진다. 상기 장치는 상기 언급한 문제점 또는 공차의 문제점에 꽤 반응이 없으며, 각각의 프레스 유닛에 따라 형상화되며, 외부 고장(external failure)은 적절하지 않으므로, 특성 곡선의 각각의 일정한 기울기로 인하여 작동 조건 내에서 변화는 고장(failure)들을 고려하지 않고 해당 압축 하중 내에서 동일한 변화를 가져온다. 따라서 이와 같은 해결책은 마찰 기어들이 직선으로부터 변화된 전체 특성 곡선을 가진 프레스 장치에 사용된다면 특히 장점을 가진다. 상기 출원서에서 용어“본질적으로 일정한 기울기(substantially constant slope)"는 시스템 내에 다른 방법으로 존재하는 공차를 고려하여 형성되어지며, 전체 구동 트레인 내에서 다른 정확도(accuracy)의 요구사항들을 고려하여 형성되어져 이러한 관점에서 기울기의 용어”불변(constancy)“은 각각 시스템의 전체 공차와 전체 정확도를 위한 필요성보다 좀 더 좁은 이해로 이해할 수 없다.

프레스 유닛들이 함께 결합되어 지고, 상기 결합은 역학적이거나 유체 정역학 또는 유체 동역학적으로 형상화되어 진다. 이는 각각의 기어 부재들 중 하나 상에서 분리되어 제공되어 진 프레스 유닛들의 경우 특히 적용된다. 보다 더 상세히 입력 측부 상에 제공된 프레스 유닛 또는 프레스 장치의 경우에 있어서, 입력 하중을 고려하여 부분 하중들 하에서 감소되어 진 압축 하중 내에서 특히 성취되어지며, 이러한 것은 마찰 링 기어의 전체 손실을 감소시키고, 구동 측부 상에 제공된 프레스 장치 또는 프레스 유닛은 본 발명의 다른 특징들을 고려함이 없이 이점을 가진다.

입력 측부 상에서 제공된 프레스 유닛이 출력 측부 상에서 제공된 프레스 유닛에 결합함에 따라, 최대 하중 작용이 최적화되어져서 전체 손실이 최소화되어 질 때 부분 하중 하에서 압축 하중을 부가적으로 감소시킬 수 있다.

마찰 기어의 다양한 매개변수들은 여러 가지의 작동 조건으로 사용가능하다. 이는 입력 토크, 출력 토크, 전체 부하, 상기 언급되어 진 다른 매개변수 또는 발생한 힘들이다.

입력 토크 및/또는 출력 토크와 같이, 가능한 전체 하중의 점검은, 그것들이 2개의 기어 부재간의 마찰의 연결에 대해 발생하거나 요구되는 힘을 직접적으로 나타내므로, 특히 바람직하다.

따라서 정지 조건과 제 1 작동 조건 사이의 평균 기울기와 제1 작동 조건과 제 2 작동 조건 사이의 평균 기울기를 비교하면, 제 1 작동 조건은 최대 하중 하에서 발생되는 최저 토크이며, 제 2 작동 조건은 최대 하중 하에서 발생되는 최고의 토크이다. 따라서 특성 곡성을 알맞게 제공하기 위하여, 최대 하중에서 발생하기 위한 최저 토크 및 최대 하중에서 발생하기 위한 최고 토크를 위한 소요 압축 하중이 결정되어 해당 특성 곡선은 상기 2개의 점들 사이의 직선으로 형상화되어 진다.

일직선을 형상화되어 진 특성 곡선의 장점은 상기에서 이미 상세히 언급되었다. 게다가 최저 토크에서 요구되는 압축 하중과 기어의 개시를 보장함과 동시에 흔들림 및/또는 미끄러지지 않게 하기위하여 요구되는 최소 압축 하중 또는 정지 상태 사이에서 최대 하중 하에서 발생되도록 예상되어지며, 직선이 그려짐으로써 일정한 기울기를 포함하는 특성 곡선을 사용함으로 성취되는 공차 무감각(insensitivity)은 이용할 수 있다. 특성 곡선을 선택함으로써 기초 하중이 필요한 최소범위로 제한되어 져 마찰 기어의 효율은 최적화되어지는 큰 장점을 가진다.

프레스 장치의 전체 압축 하중 내에서 일부분 또는 각각의 압축 하중에 대한 2개의 프레스 유닛은 다양한 작업 조건을 통하여 변하는 장점을 가진다. 따라서 하나의 프레스 유닛의 압축 하중은 예를 들어 출력 토크를 고려한 다른 프레스 유닛과 전체 하중 또는 입력 토크에 대하여 변화된다. 이와 같은 방식으로, 마찰 기어의 전체 작용은 주어진 요구사항들에 폭 넓게 적용되며, 효율에 대하여 특히 최적화되어 진다.

도 1은 프레스 장치와 발명의 제 1 기어를 도시하는 단면도.

도 2는 도 1과 유사한 발명의 프레스 장치와 제 2 기어의 출력 베벨 기어의 도면.

도 3은 도 1과 유사한 발명의 프레스 장치와 제 2 기어의 출력 베벨 기어의 도면.

도 4는 도 1에 도시된 실시예에서 역비(force ratio)의 도면.

도 5는 도 2 및 도 3에 도시된 실시예에서 역비(force ratio)의 도면.

도 6은 선택적인 역비의 도면.

도 7은 선택적인 역비의 도면.

도 8은 선택적인 역비의 도면.

도 9는 다른 실시예에서 선택적인 역비의 도면.

도 10은 도 1과 유사한 도면 내에서 도 6 내의 대안의 단면도.

도 11은 도 1과 유사한 도면 내에서 도 6내의 대안의 개선도.

도 12는 대안의 프레스 장치와 부가적인 기어의 단면도.

도 13은 기어를 위한 유압 구동부.

도 14는 도시적인 단면도 내에서 본 발명의 마찰기어의 도.

도 15는 도 14의 상세도.

도 16은 도 14 및 도 15에 도시된 프레스 장치의 함수를 도시한 도.

도 17은 도 14 및 도 15에 도시된 장치의 내부 볼 유닛의 특성 곡선의 도.

도 18은 도 14 및 도 15에 도시된 장치의 외부 볼 유닛의 특성 곡선의 도.

도 19는 도 14 및 도 15에 도시된 장치의 전체 프레스 유닛의 특성 곡선의 도.

도 20은 도 14 및 도 15에 도시된 장치의 내부 볼 유닛의 대안의 특성 곡선을 도시한 도.

도 21은 도 20에 도시된 특성 곡선에 적용된 도 14 및 도 15내에 도시된 장치의 외부 볼 유닛의 특성 곡선의 도.

도 22는 도 14 및 도 15에 도시된 장치의 도 20 및 도 21 내에 도시된 특성 곡선에 가해진 전체 프레스 유닛의 특성 곡선의 도.

도 23은 프레스 장치의 가능한 특성 곡선의 도.

도 24는 프레스 장치의 가능한 다른 특성 곡선의 도.

도 25는 특성 곡선의 장점의 형상을 도시한 도.

도 26은 단면도 내에서 발명의 제 2 마찰 기어의 도.

도 27은 도 26에 도시된 장치의 입력 프레스 유닛의 특성 곡선의 도.

도 28은 도 26에 도시된 장치의 출력 프레스 유닛의 특성 곡선의 도.

도 29는 도 26에 도시된 장치의 전체 프레스 유닛의 특성 곡선의 도.

도 30은 단면도에서 발명의 제 3 마찰 기어의 도.

도 31은 단면도에서 발명의 제 4 마찰 기어의 도.

도 32는 도 30 및 도 31에 도시된 장치의 입력 프레스 유닛의 특성 곡선의 도.

도 33은 도 30 및 도 31에 도시된 장치의 출력 프레스 유닛의 특성 곡선의 도.

도 34는 도 30 및 도 31에 도시된 장치의 전체 프레스 유닛의 특성 곡선의 도.

도 1에 도시된 기어(gear)는 공지된 방법으로 조절형 마찰 링(adjustable friction ring, 3)을 통하여 서로 작용하는 입력 베벨 기어(input bevel gear, 1)와 출력 베벨 기어(output bevel gear, 2)를 포함한다. 그리하여 입력 베벨 기어(1)는 구동 샤프트(drive shaft, 4)와 출력 베벨 기어(2)가 구동된 샤프트(driven shaft, 5)에 작동가능하게 연결되어 진다. 실시예의 베벨 기어(1,2)들은 반경 방향으로 원통형 롤러 베어링(cylindrical roller bearing, 6) 상에서 이동되어 진다. 실시예에서, 베벨 기어(1,2)들은 4점 접촉 베어링(four point contact bearing, 7A)들에 의하여 축 방향으로 서로 구속되어지며, 요구되는 압축 하중(press-on force)들은 입력 베벨 기어(1)로부터 출력 베벨 기어(2)까지 그리고 역으로 마찰 링(3)을 통하여 토크를 전달하기 위하여 가해진다. 입력 베벨 기어(1)의 축 방향 지지체는 첨부된 도면들 내에서 명시적으로 도시되지는 않으나 4점 접촉 베어링(7A) 또는 축성의 원통형 롤러 베어링 또는 이와 비슷한 것을 통하여 형성되어진 다.

요구되는 압축 하중들을 발생시키거나 해제하기 위하여, 실시예에서 프레스 장치(press-on apparatus, 8)는 구동 샤프트(4)가 직접적으로 입력 베벨 기어(1)에 연결된 채로 구동된 샤프트(5)와 출력 베벨 기어(2) 사이에서 형성되어 진다. 프레스 장치(8)는 구속된 상태(locked state)에서 압축 하중들이 변화함에 따라, 발생가능하게 하거나 구동된 샤프트(5) 상에서 출력 베벨 기어(2)와 4점 접촉 베어링(7A) 사이의 축 방향 간격을 변화 가능하다.

베어링(6,7A)보다 축 방향 각 접촉 볼베어링(axial angular contact ball bearing)들, 축 방향 자가-배열 볼베어링(axial self-aligning ball bearing)들, 축 방향 디프 홈 볼 베어링(axial deep groove ball bearing)들, 테이퍼 롤러 베어링들 또는 이와 유사한 베어링들 또는 베어링들의 여러 종류와 같은 다른 베어링 장치들은 한 측부에서 축 방향으로 이동되어 지고, 다른 측부 상에서 반경 방향으로 베벨 기어(1,2)는 이동되어 지며, 서로 구속되도록 서로 결합되어질 수 있다. 유체 정역학 또는 유체 동역학 베어링들은 이용되어 진다.

가동 중에, 마찰 링(3)은 공지된 방식으로 조절할 수 있으며, 이는 이하에서 상세히 언급되지 않으며, 기어의 전동률(transmission of ratio)은 이와 같은 방식으로 선택되어 진다. 가동 중에 전체 장치는 다른 토크들이 가해진다는 것을 알 수 있을 것이다. 2개의 베벨 기어(1,2)들 사이에서 형성되는 연결은 마찰 연결 (frictional connection)이기 때문에 마찰 링(3) 상에서 제어 가능한 슬리피지(slippage)를 야기하기 위하여 압축 하중들은 충분히 높게 선택되어지도록 선호되어 진다. 제어 가능하고 특히 충분히 높은 슬리피지(slippage)는 기어의 조절을 용이하게 하는 장점을 가지며, 분당 회전수(rpm)는 압축 하중에 의하여 전해지고 조절되어짐에 따라 오직 변하기 쉬운 토크들을 제어할 필요가 있다.

상기와 관련하여, 제어된 슬리피지를 포함하는 마찰 링 기어의 가동은 슬리피지를 방지하도록 의도된 과도하게 큰 압축 하중들로 인하여 큰 손실들을 방지하기위하여 본 발명의 개별적인 다른 특징들을 고려함이 용이하다.

토크에 의존하는 압축 하중의 조절과 압축 하중의 알맞은 조절을 하기 위하여 본 실시예 내에서 선택되어 지며, 압축 하중이 다른 사용 조건 상태들에 의존하여 선택되어질지라도 이하에서 논의되어 질 것이다. 도 1에 따라, 출력 토크는 압축 하중을 다양하게 조절하기 위한 제어로써 보다 특별히 선택되어진다.

실시예 내에서, 프레스 장치(8)는 출력 베벨 기어(2)에 의하여 나사죔 디스크(screw-down disk, 10)에 의하여 한 측부 상에 그리고 샤프트(5)에 의하여 다른 측부 상에 지지되어 지고, 볼(ball, 11)을 위한 안내 경로(guide path)들을 포함하는 2개의 나사죔 디스크(9,10)를 포함한다. 나사죔 디스크(9) 또는 나사죔 디스크(10)는 토크가 구동된 베벨 기어(2)로부터 나사죔 디스크(10)로 전해지고, 볼(11) 들을 통하여 나사죔 디스크(9)로 전해지며, 나사죔 디스크(9)로부터 구동된 샤프트(5)로 전해지는 것과 같이 배열되어 진다. 볼(11)들을 위한 안내 경로들은 증가된 토크가 나사죔 디스크(9,10)들이 서로에 대해 회전을 발생시키며, 차례로 볼(11)들은 안내 경로들을 따라 배열되어 지며, 나사죔 디스크(9,10)들은 이와 같은 결과로 분리되어지는 것과 같이 배열되어진다. 이상적인 장치는 구속되지 않은 운동이 행해지며, 비스듬한 안내 경로들로 인하여 토크는 압축 하중의 증가하도록 직접적으로 야기한다. 이와 같은 방식으로, 프레스 장치(8)는 출력 토크에 의존하는 압축 하중을 발생시킨다.

기계적인 장치로써 상기 장치의 장점은 출력 측부 상에 위치된 구동 트레인 내에서 특히 충격에 잘 반응하는 극단적으로 짧은 반응 시간을 가지는 것이다.

병렬의 볼(11)들, 판(9,10)들은 프레스 장치(8)에 특정 기초 부하(basic load)가 가해진 스프링 장치(spring arrangement, 12)에 의하여 분리된다. 이와 같은 결과로 인하여, 상기 프레스 장치(8)는 과도하게 확대된 압축 하중이 제공됨이 없이 나사죔 디스크(9,10) 내에서 볼(11)들은 선형 램프(linear ramp)들이 제공되는 것을 가능하게 한다. 선형 램프들은 특성 곡선(characteristic curve)이 구조적인 공차(constructional tolerance) 또는 열 확장 공정과 같은 다양한 변수에 독립적인 장점을 갖는다.

스프링(12)과 볼(11)들로 형성되고, 판(9,10)들로 형성된 장치의 특성 곡선은 오직 특정 범위로 최적화되어질 수 있다. 따라서 특성 곡선은 압축 하중이 과도하게 형성된 부분들을 포함한다. 해당 기어의 전체 손실은 상기와 같은 결과로 인하여 상당히 증가되어진다. 이와 같은 이유로, 도 1의 장치는 특히 부분 부하 범위들을 위한 힘의 보상(force compensation)을 포함한다. 실시예 내에서, 상기 보상은 볼들에 의하여 발생 된 압축 하중을 방해하는 압축 판(10)과 구동된 샤프트(5)에 연결된 판 사이에서 발생 된 유압 압력에 의해 형성되어 진다. 보상은 전체적인 압력이 2개의 베벨 기어들을 따라 축 방향으로 마찰 링의 위치의 작용으로써 제어되어지고, 상당히 큰 압축 하중은 작동중인 플로팅(floating)으로부터 마찰 링(3)이 입력 베벨 기어의 단단한 단부를 둘러싸는 위치들 내에 제공되어 지는 것을 확실히 방지하는 방식과 같이 이루어진다. 위치를 측정하는 것 대신에, 예를 들어 전달률(transmission ratio)은 위치에 비례하여 변화하도록 선택되어 진다. 다른 변수들은 동일한 방법으로 고찰됨에 따라 사용되어 진다. 마찰 링(3)에 근접하여 압축 하중이 좀더 크게 보상되어 입력 베벨 기어(1)의 두드러진 단부에 대하여 위치되어진다. 다른 한편 보상은 대항하는 효과들이 제어되어 질 때 약해진다.

상기 상황에 따라 각각의 힘들의 강도를 설명하는 화살표들의 두께는 도 4 내에 도식적으로 도시되어 진다. 참조번호 14에 제공되는 유압은 스프링(12) 또는 볼(11)들의 상당히 큰 힘을 상쇄시키며, 이로 인하여 베어링(6,7A)들은 불필요한 부하를 받지 않을 것이다. 화살표(90)는 출력 베벨 기어와 화살표(92)인 내부 힘들로부터 화살표(91)인 외력들, 구동된 샤프트(5)의 외력들을 나타낸다.

도 1에 도시된 실시예 내에서, 참조번호 14에 제공되는 유압은 나사(screw, 17)를 통하여 샤프트(5)에 단단히 연결된 부가적인 샤프트(16)에 배열된 유압 압력 라인(hydraulic line)을 매개로 제공되어진다. 나사(17)는 언더컷(undercut, 20)과 라인(19)과 함께 필 포트(fill port, 18)를 밀폐하고, 유압 압력 공간(hydraulic space)의 거품 없는 충진을 제공하며, 동시에 작동 상 안전성을 보장한다. 구동된 샤프트(5)로부터 떨어진 단부 상에서 샤프트(16)는 물마개(hydraulic seal)를 포함하여 참조번호 14에 제공되는 유압은 요구된 바와 같이 외부로부터 제어되고, 즉시 증강되어 진다.

도 1에 도시된 장치는 반경 방향으로 전달되어 지는 출력 베벨 기어(2)를 통하여 마운팅 바디(mounting body, 21)를 부가적으로 포함한다. 상기 마운팅 바디(21)를 통하여 프레스 장치(8)는 구동된 베벨 기어(2)내부에 즉시 놓여 질 수 있다.

도 2에 도시된 장치는 본질적으로 도 1에 도시된 실시예에 일치하는 것으로 동일한 기능을 가지는 구조적 부분들은 동일한 참조 번호들을 나타내며, 이는 다시 명시적으로 언급되지 않을 것이다.

실시예 내에서, 기초 부하는 프레스 장치(8)와 연속하여 놓여진 스프링(22)을 제외하고 평행으로 놓여진 스프링에 의하여 발생되지 않고, 구동된 샤프트(5)에 의하여 지지되어지며, 본 실시예는 4점 접촉 베어링(23)을 사용함으로써 성취되어지며, 한 측부 상에서는 나사죔 디스크(9)와 구동된 샤프트(5) 사이의 압축 하중을 전달하며, 다른 측부 상에서는 구동된 샤프트(5)에 대하여 구동된 베벨 기어(2)를 축 방향으로 이동시키기 위하여 제공된다.

그 근처에서, 유압 압력 공급부(hydraulic supply, 24)는 도 1에 도시된 실시예 의 유압 압력 공급부(24)와 대조적으로 구동된 베벨 기어(2)로 떨어져 돌출되어져 상기 밀봉부(corresponding seal, 25)는 구동된 샤프트(5)에 단단히 연결된 부분 부재(component part, 13) 상에서 직접적으로 배열되어 지며, 이는 카운터판(counterplate, 13)으로서 이하에서 언급되어 질 것이다. 유압 압력 공급부(24)내에 제공된 라인(26)으로 압력이 가해짐에 따라 참조번호 14에 제공되는 유압은 볼(11)들에 의하여 발생된 압축 하중을 상쇄시키기 위하여 나사죔 디스크(10)와 카운터판(13) 사이에서 형성되어져 프레스 장치(8)의 전체적인 압축 하중을 감소시킨다.

도 2로부터 명백해짐에 따라, 카운터판(13)은 상기 실시예에 있어서 샤프트(5)로 나사 고정되어지고, 도 1에 도시된 실시예 내에서 상기 언급한 두가지 기능을 가진 부가적인 나사가 사용되어진다. 나사죔 디스크(10)와 카운터판(13) 사이에서 형성된 유압 압력 공간은 밀봉부(seal, 27)들을 통하여 외부에 대하여 밀봉되어 진다.(도 1에 도시되진 않음)

도 5로부터 명백해짐에 따라, 도 2에 도시된 장치는 도 1 및 도 4내에 도시된 실시예와 유사한 작용을 야기한다. 보상 력(compensating force)은 참조번호 14에 제공되는 압력을 통하여 발생되어져 전체 압축 하중과 이로 인한 결과로서 베어링(6,7A) 상에서 작용하는 구속력(locking force)은 참조번호 14에 제공되는 압력을 통하여 최소화되어진다.

유압 압력 장치 대신에 모터 구동된 장치(motor-driven arrangement)는 도 5 내에 도시된 바와 같은 작용과 도 2에 도시된 실시예의 나머지 부분에 일치하는 도 3의 실시예와 도 3 내에서 실례에 의하여 도시된 바와 같이 참조번호 14에 제공되는 압력을 생성하기 위한 장치 대신에 제 2 프레스 장치 부분을 위하여 선택되어 질 수 있다.

상기 장치는 4점 접촉 베어링에 의하여 구동된 샤프트(5) 상에서 이동되어 지는 직렬 연결된 스프링 장치(spring arrangement, 22)를 통하여 기초 부하를 발생시킨다. 제 2 프레스 장치 부분(second press-on apparatus part, 14)의 모터 구동 시스템을 개선하기 위하여 구동된 샤프트(5)의 나사형 구멍(threaded hole, 28A) 내에서 나사형 볼트(threaded bolt, 28B)가 제공되어 지고, 상기 볼트는 4점 접촉 베어링(29)에 의하여 구동된 베벨 기어(2) 상에서 그리고 나사죔 판(10) 상에서 이동되어 지고, 나사형 구멍(28A)의 기능은 상기 장치 내에서 카운터판(13)의 기능과 일치한다. 나사형 볼트(28B)는 모터(30)에 의하여 샤프트(5)로 이동되어 지고, 기어(31)에 의하여 슬립 링(slip ring, 33)들과 전선(electric line, 32)를 통하여 작동되어지며, 이로 인하여 스프링(22)과 볼(11)들에 의하여 발생된 압축 하중을 상쇄시키기 위하여 다양한 카운터포스(counterforce)의 발생을 허용한다.

도 6에 따라, 본 발명의 장치는 기초 하중을 발생시키는 스프링 장치가 없이 또한 개선되어 질 수 있다.도 6에 도시된 상태에 일치하는 도식적인 장치들은 도 10과 도 11내에 도시되어 진다. 게다가 볼(11)들을 위한 레이스웨이(raceway)를 포함하며, 나사죔 판(9)이 구동된 샤프트(5)에 의하여 지지되어 진 프레스 장치(8)가 제공되어진다. 상기 레이스웨이들은 다른 나사죔 판 내에서 도 1 내지 5에 도시된 실시예와 같이 제공되어 지지 않으나 구동된 베벨 기어(2) 내에서 직접적으로 제공되어진다. 따라서 제 2 프레스 장치 부분(14)는 압력 스페이스(34)에 의하여 구동된 베벨 기어(2) 상에서 직접적으로 작용한다. 그 밖의 나머지에 관하여, 상기 기능들은 이미 논의된 실시예의 기능과 일치하여 상세히 논의되지 않을 것이다. 게다가 도 10에 도시된 실시예에서, 베벨기어(1,2)들은 축 방향 원통형 롤러 베어링(7B)들을 축 방향으로 이동시키는 것을 알 수 있을 것이다. 더욱이 실시예에서, 제 2 프레스 장치 부분(14)은 입력 샤프트(4)에 의하여 등록되어 지는 입력 토크의 기능으로서 주요하게 작동되어 지고, 나사죔 디스크(35)는 구동 베벨 기어(1)에 회전 불가능하게 연결되어지지만 축 방향으로 이동가능하게 피스톤(37) 뿐만 아니라 볼(36)들, 상기 입력 샤프트(4)에 연결되며, 라인(38)에 의하여 압력 공간(34)으로 유압 압력으로 보내진다. 라인(38)은 베벨 기어(1,2)들과 회전하는 각각의 구조적 부분들에 리드쓰루우(leadthrough, 39)들을 통하여 연결되어 진다.

게다가 입력 토크 구동부(input toque actuation, 40)는 부분 부재(35,36,37)들에 의하여 형성되어 지며, 제 2 프레스 장치 부분(14)는 또한 부가적인 매개 변수의 함수로서 피스톤(41)을 통하여 제어되거나 작동되어 진다. 도 10에 도시된 실시예에 대안의 장치는 입력 토크 탐지가 레버 장치(lever arrangement, 42)를 통하여 제 2 프레스 장치 부분으로 보내지는 도 11 내에 도시되어 진다. 게다가 서보(servo, 43)를 통한 부가적인 제어의 변수들은 제 2 프레스 장치 부분을 조정하는데 이용되어 진다.

제 2 프레스 장치 부분 또는 전체의 프레스 장치는 다른 제어 변수들을 사용함으로써 작동되어지거나 조정되어진다. 보다 더 한정하면, 모터의 토크, 입력 분당회전수, 출력 분당 회전수, 마찰 링(3)의 조절 거리 또는 조절 위치, 기어오일 또는 기어의 온도, 휠 분당회전수 또는 예를 들면 에이비에스(안티록 브레이크 시스템) 신호, 외부 충격 탐지 또는 다른 매개변수들이 있다.

상기 측정된 값들은 이미 언급된 바와 같이 유압 압력에 의하여 또는 모터에 의하여 프레스 장치(8)에 전달가능하다. 유압 압력 시스템에 있어서, 이는 상기 압력 조절에 의하여 그리고 자동차에 이미 형성된 펌프들에 의하거나 또는 기어 펌프들과 같은 펌프들에 의하여 특별히 수행되어 진다. 게다가 피스톤 장치들과 전기 모터 시스템들이 고찰되어 진다.

보다 더 상세히 저장부(reservoir, 64)로부터 유체를 이동시키기 위하여 전기 모터(62)에 의하여 구동되는 기어 펌프(61)가 제공되어 진다. 전기 모터(62)에 가해진 전압(63)을 통하여 토크는 기어 펌프(61)에 가해지고, 상기 토크는 상기 펌프를 회전시키며 이와 같은 방법으로 유체 또는 프레스 장치(8)는 토크로부터 발생되는 압력에 일치하는 카운터 압력을 발생시킨다.

유사한 기능은 도 7 내에 도시되어 지며, 내력(92)들은 병렬 연결된 스프링 장치(12)와 유압 압력(14)에 병렬로 연결된 볼(11)들에 의하여 형성되어 진다. 내력(92)들은 출력 베벨 기어(2)의 외력(91)에 의해서 뿐만 아니라 구동된 샤프트(5)의 외력(90)에 의하여 대항되어 진다.

도 8에 도시된 대안적인 기능은 유압 압력(14)과 볼(11)들이 내력(92)들이 가해짐에 따라, 병렬로 연결된 유압 압력(14)과 볼(11)들의 배열을 포함한다. 구동된 샤프트(5), 외력(90)과 구동된 출력 기어(2)의 외력은 내력(92)들로 합쳐진다. 도 6에 도시된 바와 같이 도 8의 장치는 부가적인 스프링 요소도 필요로 하지 않는다.

도 9의 실시예에서, 볼(11)들, 유압 압력(14) 및 스프링 요소(12)는 병렬로 연결되어 작용한다. 이러한 결과 내력(92)들은 외력(90)과 외력(91)에 상반된다.

도 12에 도시된 기어는 조절형 마찰 링(3)을 통하여 함께 작용하는 입력 베벨 기어(1)와 출력 베벨 기어(2)를 포함한다. 입력 베벨 기어(1)는 구동 샤프트(4)에 작동가능하게 연결되고, 출력 베벨 기어(2)는 구동된 샤프트(5)에 작동가능하게 연결된다. 이와 같은 실시예에서, 입력 베벨 기어(1)는 테이퍼 롤러 베어링(80)들에 의하여 한 측부 상에서 그리고 원통형 롤러 베어링들에 의하여 다른 측부 상에서 이동되어 진다. 테이퍼 롤러 베어링(80)들은 반경방향 힘(radial force)들 뿐만 아니라 축 방향 힘(axial force)들을 수용하기에 적합하다. 실시예에서, 출력 베벨 기어(2)는 테이퍼 롤러 베어링(81)들에 의하여 부가적으로 이동되어 지는 출력 베벨 기어(2)의 구동된 샤프트(5)와 원통형 롤러 베어링(6)들 상에서 단지 이동되어진다. 2개의 베벨 기어(1,2)는 테이퍼 롤러 베어링(81)들에 의하여 축 방향으로 서로 고정되어 지고, 이와 같은 방식으로 요구된 압축 하중은 토크의 전달이 입력 베벨 기어(1)로부터 출력 베벨 기어(2)까지 가해지도록 허용하며, 마찰 링(3)의하여 역으로 형성된다.

요구되는 압축 하중을 발생시키거나 해제하기 위하여 구동된 샤프트(5)와 출력 베벨 기어(2) 사이에 프레스 장치(8)가 제공되어 지며, 상기 실시예에서, 입력 샤프트(4)는 입력 베벨 기어(1)에 직접적으로 연결되어 진다. 실시예에서 프레스 장치(8)는 구동된 샤프트(5) 상에서 테이퍼 롤러 베어링(81)들과 출력 베벨 기어 (2) 사이에서 축 방향 거리를 변화 가능하며, 구속된 상태일 때 변화하는 압축 하중을 발생시킬 수 있다. 상기 기술에 따라, 본 실시예에서 제공된 베어링(2,80,81)들은 베벨 기어(1,2)들이 구속된 상태의 반경 방향으로 한 측부로 이동되어지고 다른 측부로 축 방향으로 이동되어지기 위하여 다른 베어링 장치들과 조합되어지고 다른 베어링 장치들로 대체되어질 수 있다. 유체 정역학 또는 유체 동역학적 베어링은 이러한 결과로 인하여 사용되어진다.

도시된 기어의 전동률(transmission ratio)은 마찰 링(3)을 위치 변환에 의하여 선택되어 지며 이로 인하여 다른 힘들, 보다 더 상세히 다른 토크들이 전체적인 장치로 작용하도록 형성되어 진다. 압축 하중들을 허용하기 위하여 2개의 베벨 기어(1)와 베벨 기어 (2) 사이의 마찰 연결부는 다양한 사용 조건에 적합한 장점을 가지며, 프레스 장치(8)는 볼(11)들을 위한 안내 경로(guide path)들을 포함하는 2개의 나사죔 디스크(9,10)들을 포함한다. 각각의 나사죔 디스크(9)와 나사죔 디스크(10)는 토크가 볼(11)들을 통하여 출력 베벨 기어(2)로부터 나사죔 디스크(10)로 전달되어 지고, 나사죔 디스크(9)로 전달되어 지며, 나사죔 디스크(9,10)로부터 구동된 샤프트(5)로 전달되어지는 형상으로 형성되어 진다. 볼(11)들을 위한 안내 경로들은 증가된 토크는 2개의 나사죔 디스크(9)와 나사죔 디스크(10)가 서로 회전을 일으키며, 안내 경로를 따라 볼(11)들이 위치 변환되어지게 하는 상기 회전은 나사죔 디스크(9)와 나사죔 디스크(10)가 분리되도록 형성되어 진다. 이상적으로, 나사죔 디스크(9)와 나사죔 디스크(10) 사이의 회전은 장치가 본질적으로 단단하다면 형성되지 않는다. 비스듬한 안내 경로들로 인하여 토크는 직접적으로 압축 하중을 증가시킨다. 이와 같은 방법으로, 프레스 장치(8)는 출력 토크를 의존하는 압축 하중을 발생시킨다. 유리하게, 상기 장치는 극단적으로 짧은 시간에 출력 측부 상에 위치한 구동 크레인 내에서 충격들에 아주 잘 반응하는 기계 장치를 가진다. 나사죔 디스크(9)와 나사죔 디스크(10)는 프레스 장치(8) 내에서 특정의 기초 하중을 제공하는 스프링 장치(12)에 의하여 볼(11)들에 병렬로 분리되어 진다. 프레스 장치(8)의 특성 곡선이 제한된 범위로 최적화되어짐에 따라, 프레스 장치(8)는 일부 하중 범위 내에서 힘의 보상을 포함한다. 실시예 내에서, 압력은 구동된 샤프트(5)에 연결된 판과 나사죔 디스크(10) 사이에서 수압으로 발생되어 지고, 상기 압력은 스프링(12)들과 볼(11)들에 의하여 발생 된 압축 하중을 상쇄시킨다. 이와 같은 방법으로, 스프링(12)들과 볼(11)들에 의하여 발생 된 초과되거나 불필요한 압축 하중은 수역학적으로 보상가능하다.

상기 압력은 부가적인 샤프트(16) 내에서 배열된 유압 라인(hydraulic line, 15)을 통하여 제공되어진다. 프레스 장치(8)와 출력 베벨 기어(2) 사이에는 오일 공간(oil space, 82)이 형성되어진다. 상기 오일 공간 내에 수용된 상기 오일은 프레스 장치(8) 내에서 오일로 작용하는 원심력을 보다 잘 상쇄시킨다. 프레스 장치(8)를 조절하기에 충분히 많은 양의 오일을 함유하기 위하여 저장부(reservoir, 64)가 제공되어 진다. 전기 모터(62)에 가해진 전압(63)을 통하여 토크는 펌프(61)에 가해질 수 있으며, 상기 펌프(61)는 유체 또는 프레스 장치(8)가 토크로부터 형 성된 압력에 일치하는 카운터 프레셔(counter pressure)를 발생시키는 방식과 같이 조절되어진다.

도 13에 도시된 실시예는 스페이서(spacer, 45)에 의하여 케이싱(44) 상에서 알맞은 대안으로 형성되어 지며, 코일(46) 내부에는 스프링(49)에 의하여 케이싱(casing, 44)으로 압력이 가해진 피스톤(48)과 코어(47)가 배열되어진다. 전류가 코일(46)에 가해진다면, 코어(47)는 스프링(49)에 대하여 코일(46)의 중앙으로 밀려지며, 미로 인하여 피스톤(48)은 실린더(50)로 밀려지고, 코일(46)에 가해진 인장의 함수로서 변화 가능한 압력에 접하는 라인(51)과 상기 실린더(50)내에서 발생되어진다. 라인(51)은 도 1 및 도 2에 도시된 실시예의 공급부(supply, 26)에 연결되어지거나 도 7에 도시된 실시예의 라인(38)에 연결되어 진다.

실린더(50)내에는 피스톤(48)의 전방으로 운동하는 동안 제 1 위치에서 밀봉하듯이 밀봉되어진 포트(port, 52)가 제공되어진다. 상기 포트(52)는 오버플로우/재충진 포트(53)에 연결되어져 액체는 외부 작용들로부터 형성된 과압(overpressure)과 누출을 상쇄시키기 위하여 완화된 상태에서 전체 장치로 채워지거나 보충되어진다. 누출 방지와 같은 및/또는 유압 피스톤의 전기적 작용은 본 발명의 다른 특징들을 고려하지 않고 본 출원서에서 찾을 수 있음을 이해 할 수 있을 것이다.

마찰 기어는 특성 곡선들과 함께 설명되어지며, 도 14내지 도 22를 통하여 도시되어지며, 이는 조절형 마찰 링(103)을 통하여 서로 작용하는 입력 베벨 기어(101)와 출력 베벨 기어(102)를 포함한다. 입력 베벨 기어(101)는 구동 샤프트(104)에 작동가능하게 연결되어지며, 출력 베벨 기어(201)는 구동된 샤프트(105)에 연결되어진다. 실시예에서 입력 베벨 기어(101)와 출력 베벨 기어(201)는 반경 방향으로 원통형 롤러 베어링(106) 상으로 이동되어진다.(도 14에 도시) 게다가 입력 베벨 기어(101)와 출력 베벨 기어(201)는 축 방향 원통형 롤러 베어링(107)을 통하여 축 방향으로 서로 구속되어지고, 필수 압축 하중은 마찰 링(103)을 통하여 입력 베벨 기어(101)로부터 출력 베벨 기어(201)로 토크 전달을 위하여 가해진다.

필수 압축 하중들을 발생시키고 구속하기위하여, 구동된 샤프트(105)와 출력 베벨 기어(201) 사이에 프레스 장치(108)가 형성되어지고, 입력 샤프트(104)는 입력 베벨 기어(101) 직접 연결되어진다. 프레스 장치(108)는 구속된 상태에서 스프링 장치로부터 발생된 다양한 압축 하중들을 발생시키거나 구동된 샤프트(105) 상에서 축 방향 원통형 롤러 베어링(107)과 출력 베벨 기어(201) 사이의 축 방향 거리를 변화시킬 수 있다.

베어링(106,107)보다 축 방향 각 접촉 볼베어링(axial angular contact ball bearing)들, 축 방향 자가-배열 볼베어링(axial self-aligning ball bearing)들, 축 방향 디프 홈 볼 베어링(axial deep groove ball bearing)들, 테이퍼 롤러 베어 링들 또는 이와 유사한 베어링들 또는 베어링들의 여러 종류와 같은 다른 베어링 장치들은 한 측부에서 축 방향으로 이동되어지고, 다른 측부 상에서 반경 방향으로 베벨 베어링(101,102)이동되어지며, 서로 구속되어지기 위하여 서로 결합되어질 수 있다. 유체 정역학 또는 유체 동역학 베어링들은 이용되어진다.

가동 중에, 마찰 링(103)은 잘 알려진 방식으로 조절 할 수 있으며, 이는 이하에서 상세히 언급되지 않으며, 기어의 전동률은 이와 같은 방식으로 선택되어진다.

가동 중에, 전체의 장치는 다른 토크들이 가해진다는 것을 알 수 있을 것이다. 2개의 베벨 기어들(101)과 (102) 사이에서 작용하는 연결부는 마찰 연결(frictional connection)이며, 마찰 링(103) 상에서 발생하는 미끄러짐을 제어하기위하여 선택되어진 압축 하중들이 선호된다. 다른 측부 상에서 불필요하게 높은 압축 하중들은 꽤 높은 기초 하중을 형성하며, 동시에 마찰 기어의 효율을 저하시킨다. 이와 같은 이유로 인하여, 압축 하중은 다른 사용 조건들의 기능에 따라서 선택되질 지라도 압축 하중의 조절에 의존하는 토크는 실시예 내에서 선택되어진다. 도 14 및 도 15에 따라서, 출력 토크는 압축 하중을 다양하게 조절하기위한 함수로서 선택되어지고, 전체 하중 또는 입력 토크와 같은 다른 종류의 작동 조건들은 하기 논의되어질 실시예로부터 명확해지도록 사용되어진다.

실시예 내에서 , 프레스 장치(108)는 각각의 내부 볼(112) 또는 외부 볼(113)에 의하여 형성되어지고 적용되어지며, 압축 하중에 대하여 연속하여 형성되어지며, 토크 측정에 대하여 병렬로 연결되어 진 2개의 나사죔 디스크(110)와 나사죔 디스크(111)를 포함한다. 볼(112,113)들은 샤프트의 한 측부와 베벨 기어의 측부에 각각 놓여진 프레스 판(press-on plate, 114,115,116)들 내에서 형성된 레이스웨이들 내에서 각각 굴러간다. 상기 실시예에서, 프레스 판(114,115)들은 구동된 샤프트(105)에 대하여 회전 불가능하게 하기 위하여 배열된 샤프트의 측부 상에서 제공되어지며, 반면 프레스 판(116)은 구동된 베벨 기어(102)에 대하여 회전 불가능하게 하기위하여 배열된 베벨 기어의 측부 상에서 배열된다. 한편, 프레스 판(press-on plate, 114,115,116)들은 각각의 구조 부분들 상에서 축 방향으로 위치 이동을 하기위하여 미끄럼 베어링(117,118,119)에 일치하도록 이동되어 진다.

토크가 베어링(119)을 통하여 구동된 출력 기어(102)로부터 프레스 판(116)으로 전달되어지고, 볼(112,113) 및 프레스 판(115) 및 베어링(118)을 통하여 프레스 판(116)으로부터 프레스 판(114)으로 전해지며, 프레스 판(114)으로부터 베어링(117)을 통하여 구동된 샤프트(105)로 전해지며, 프레스 판(114,115,116)들은 베어링 판(122)과 축 방향 원통형 롤러 베어링을 통하여 구동된 베벨 기어(102)에 의하여 지지되어지는 프레스 베어링(120)에 대하여 그리고 스프링 장치(109)들의 힘에 대하여 축 방향으로 위치 이동 가능하다. 도 14 및 도 15에 따라, 프레스 장치(108)의 상부 가장자리 부분에서, 장치는 낮은 토크인데 반하여 낮은 영역에서는 높은 토크의 장치가 형성되며, 낮은 영역에서 프레스 판(116)은 높은 토크에서 구동된 베벨 기어(102)의 숄더(shoulder,123)에 대하여 정지되어져 전체 장치의 특성 곡선은 토크의 기능에 따라 바로 영향이 미친다.

도 16은 동일한 참조 번호들로 명칭되어 진 도 14 및 도 15내에 도시된 구조 부분들로써 동일한 기능을 가진 구조 부분들과 2개의 프레스 유닛(110,111)의 조합으로 도시되어진다. 볼(112,113)은 다른 기울기(β,γ)로 형상화된 레이스웨이 내에서 구른다. 필요한 때에 좀더 복합적인 레이스웨이들이 이용되어 지며, 선형 레이스웨이는 열 효과 또는 간격을 방지하기 위한 장점을 가진다.

주어진 변이 또는 주어진 토크에서 도 16의 상부분에서의 장치들에 대하여 조절 행정(adjustment travel, V)에 의하여 도 16의 하부 부분 내에서 도시되어지며, 상기 레이스웨이는 전체 스트로크(G)를 형성하는 각각의 스트로크(H1, H2)를 형성한다. 스트로크(H1)는 리미트 스톱(limit stop)에 의하여 제한되어지며, 이로 인하여 전체 스트로크(G)는 조절 행정(V) 상에서 선형으로 결정되지 않는다.

레이스웨이는 도 17 및 도 18에 도시된 특성 곡선을 나타내기위하여 형성되어진다. 토크가 병렬연결(parallel connection)에 의존하기 때문에 도 19에 도시된 특성 곡선은 얻어지며, 토크에 대하여 병렬연결로 인하여 쌍들은 부가되어지고, 축방향 압축 하중에 대하여 직렬로 연결되어지기 때문에 압축 하중은 2개의 프레스 유닛 내에서 동일하다. 숄더(123)에 도달함에 따라, 오직 프레스 유닛(press-on unit, 111)의 특성 곡선만이 전체 특성 곡선에 기여한다.

도 21 내지 도 20에 도시된 다른 특성 곡선은 내부 프레스 유닛의 음의 기울기로 디자인되어 원하는 전체 특성 곡선을 형성한다.(도 22)

도 17 내지 도 22에 따라, 본 실시예 내의 프레스 유닛은 본질적으로 일정한 기울기를 가진 토크-압축 하중 특성 곡선과 사용 조건-압축 하중 특성 곡선을 각각 포함한다. 프레스 유닛들을 이용함에 따라 특성 곡선은 본질적으로 일정한 기울기에도 불구하고 각각의 요구 점들을 수용한다. 이러한 결과 2개의 프레스 유닛(110,111)은 제 1 토크에서 제 1 압축 하중 부분을 가지며, 제 2 토크에서 제 2 압축 하중 부분을 가지고, 제 1 프레스 장치(110)의 제 1 압축 하중과 제 2 압축 하중 사이의 차이점은 제 2 프레스 장치(110)의 제 1 압축 하중과 제 2 압축 하중 사이의 차이점이 상이하기 때문에 가능하다.

대체로 마찰 기어들은 다른 종류의 사용 조건들에 대하여 특정의 작동 구간(interval) 내에서 작동되어 진다. 압축 하중을 고려하여, 요구되는 것은 상기 구간의 상부 단부에서 높은 압축 하중이 가해지고, 상기 구간의 하부 단부에서 특정의 제 1 압축 하중이 가해져야 한다. 공차(tolerance)들에 대하여 일어날 수 있는 문제들을 방지하기위하여 조작 상의 구간 내에서 상기 2개의 포인트들 사이의 압축 하중 특성곡선-사용 조건의 일정한 기울기를 제공하는 것이 유리할 것이다. 이러한 상태 하에서 도 23에 도시된 특성 곡선은 비록 조작 상의 구간이 50 Nm와 350 Nm 사이의 범위일지라도 하나의 압축을 제외하고 프레스 장치들을 이용은 개선되어질 것이다. 결론적으로, 상당한 지초 하중은 시스템 내에 존재하며, 상기 하중은 현저히 효율을 감소시킨다. 이와 같은 결과 도 24에 도시된 다양한 기울기의 레이스웨이가 주어짐에 부합된다. 특성 곡선은 바람직하게 50 Nm 내지 350 Nm 사이의 일정한 기울기를 가지며, 상기 조작 범위를 0N 근처로 떨어트리며, 보다 더 상세히 정지 상태에서 (0Nm), 정지 상태에서 1N이하로 형성한다. 따라서 전체 시스템 내에서 기초 하중은 상당히 감소하며, 이로 인하여 전체 효율은 증가한다. 프레스 유닛 내에서 레이스웨이의 다양한 기울기는 공차 문제점들을 포함하며, 이는 상기 언급된 최소한 2개 이상의 프레스 유닛들을 사용함으로써 발생되는 문제점을 방지한다.

바람직하게, 본 발명은 사용 조건(operating condition)-압축 하중 특성 곡선이 도 24 및 25에 도시된 바와 같이 작동 범위보다 더 작은 평균 기울기(50Nm 내지 350Nm이며, 도 24 및 도 25 참조)의 작동 범위를 포함하도록 의도되어진다. 따라서, 전체 시스템의 기초 하중은 낮아지며 효율은 증가한다. 한편 장치들은 도 19에 도시된 특성 곡선과 같이 100Nm 내지 350Nm 사이의 작동 범위를 가지도록 요구되는 특성 곡선을 형성한다. 이와 같은 특성 곡선은 낮은 공차 감도에서 2개의 프레스 유닛들에 의하여 보다 구체화되어질 뿐만 형성되어진다.

전체 시스템 내에서 무엇보다 손실들을 최소화하기위하여 제 2 사용 조건 즉 보다 더 상세히 전체 하중 또는 입력 토크의 함수로서 압축 하중을 감소시키는 것이 용이하며, 이는 도 25에 도시되어진다. 전체 시스템의 효율은 부가적으로 증가되어진다. 이와 같은 것은 도 26에 도시된 장치에 의하여 보장되어진다. 상기 장치는 본질적으로 도 28 및 도 29내에 도시된 장치에 일치하며, 상기 장치 내에서 베벨 기어(101,102)들은 원통형 롤러 베어링(106) 상에서는 제외하고 축 방향으로 테이퍼 롤러 베어링(124)들 상으로 운동한다.

실시예에 있어서, 프레스 장치는 2개의 프레스 유닛(125,126)으로부터 형성되어진다. 도 28 및 29에 도시된 장치의 형상으로부터 벗어남에 따라, 프레스 유닛(125)은 출력 베벨 기어(201) 상에서 배열되어지고, 입력 베벨 기어(101) 상에서 다른 프레스 유닛(126)이 배열되어진다. 이와 같은 방식으로, 전체 프레스 장치는 입력 토크와 출력 토크를 함께 직접적으로 탐지할 수 있으며, 압축 하중으로 변환시킬 수 있다. 프레스 장치(125,126)는 도 27 및 도 28에 도시된 특성 곡선들을 포함한다. 이와 같은 결과 도 29에 도시된 특성 곡선은 출력 프레스 유닛(125)의 특성 곡선과 본질적으로 일치하나 하중의 함수로서 낮은 토크에서 수평선이 되어진다. 출력 프레스 유닛(125)의 특성 곡선의 기울기는 특성 곡선이 작동 구간 내에서 이상적인 최대 특성 곡선(ideal full load characteristic curve)과 교차하도록 선택되어지며, 이는 높은 출력 토크에서 충분히 높은 압축 하중이 형성되어진다. 전체 장치들은 낮은 분당 회전수에서 최대 하중에서의 이상적인 최대 하중 특성 곡선 미치게 하기위하여 형상화되어진다. 부분 하중에서, 너무 높은 압축 하중이 최대 하중 공정 내에 제공되어질 지라도, 하중에 의존하는 이상적인 최대 하중 특성 곡선에 미치지 못하여 전체 하중은 시스템 내에서 감소되어진다. 출력 프레스 유닛(125)을 위한 특성 곡선의 기울기를 선택함에 따라, 이상적인 최대 하중 특성 곡선의 교차점은 전체 손실을 최소화하기위하여 이동되어 질 것이다. 도 29에 따라, 제 2 프레스 유닛(126)이 작동을 하지 않는 이유로 인하여, 출력 프레스 유닛(125)의 특성 곡선 기울기는 작동 범위 내에서 이상적인 전체 하중 특성 곡선의 기울기와 동일하게 선택되어질 수 없다.

한편 후자는 2개의 프레스 유닛(125,126)이 결합되어짐에 따라 가능해지며, 이는 도 30 및 도 31의 실시예에 의하여 도시되어진다. 상기 장치는 도 28 및 도 29 또는 26에 도시된 장치와 본질적으로 일치할 뿐만 아니라 구조 부분들은 동일한 숫자가 메겨진 동일한 기능을 가진다.

상기 실시예 에서, 프레스 유닛(125,126)들은 마찰 기어의 다양한 기어 부재들 내에서 배열되어지며, 이는 도 26의 실시예에 도시되어진다. 프레스 유닛(125,126)들은 각각의 출력 샤프트(105)와 입력 샤프트(104)의 프레스 판(129,130)에 의하여 각각 지지된 볼 장치(127,128)를 포함한다. 한편, 볼(128)은 입력 베벨 기어(101)에 대하여 회전 불가능하게 축 방향으로 위치 이동되어지도록 제공되어진 프레스 판(131)에 의하여 지지되어진다. 동시에 상기 프레스 판은 유압 피드백 (hydraulic feedback)을 위한 피스톤으로서 피스톤(133)에 제공하며, 동시에 프레스 판(130)에 연결되어진다. 출력 측부 상의 프레스 유닛(125)내에서 다른 프레스 판이 형성되지 않으며, 볼(127)들이 나머지(rest)를 위하여 구동된 베벨 기어(102) 상에서 직접적으로 배열되어 지고, 상기 레이스웨이들을 수용하기 위한 분리된 프레스 판은 상기와 같은 측면에서 제공되어 진다.

유압 피드백(32)은 리드쓰루우(leadthrough, 134,135)를 통하여 입력 베벨 기어(101, 102)의 내부로 안내되어 지며, 도 1에 도시된 장치에 따라 기계적인 시스템(mechanical system, 135)은 수압 피드백(132) 대신에 제공되어 지며, 상기 기계적인 시스템은 프레스 유닛(125,126)의 상기 판(136,137)과 교차한다. 이와 같은 연결은 출력 프레스 유닛(125)을 위하여 선택하는 것을 허용하며, 작동 범위 내에서 이상적인 특성 곡선의 정확한 기울기를 가진다.(도 25에 도시) 입력 프레스 유닛(126)을 통하여 상기 특성 곡선은 원하는 높이로 올려진다. 낮은 하중에서 하중에 의존하여 하강하며, 전체 장치는 도 34에서 도시된 바와 같이 도 25 내에서 도시된 이상적인 특성 곡선을 본질적으로 따른다.

Claims (50)

1. 마찰 링 기어(friction ring gear)에 있어서,

   상기 마찰 링 기어는 2개 이상의 반경방향으로 이격된 마찰 휠(friction wheel, 1,2)들과 상기 마찰 휠들 사이에 배열된 하나의 마찰 링(friction ring, 3)을 포함하고, 상기 2개의 마찰 휠들 중 하나를 둘러싸며, 상기 마찰 휠(1,2)들과 상기 마찰 링(3)은 프레스 장치(press-on apparatus, 8)를 통하여 함께 구속되고,

   상기 프레스 장치가 제 1 프레스 장치 부분(9, 10, 11)과 제 2 프레스 장치 부분(14)을 포함하고,

   상기 제 1 프레스 장치 부분이 제 2 프레스 장치 부분보다 충격 또는 불안정한 작용에 대해 더 짧은 반응 시간(reaction time)을 가지는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
2. 제 1 항에 있어서, 제 1 프레스 장치 부분(9,10,11)은 제어되지 않는 (unregulated) 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
3. 제 1 항 또는 제 2항 있어서, 제 2 프레스 장치 부분(14)은 제어되어지거나 조절되어지는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 프레스 장치가 제 1 프레스 장치 부분(9, 10, 11)과 제 2 프레스 장치 부분(14)을 포함하고, 제 1 프레스 장치 부분(9,10,11)은 프레스 장치에 의하여 제공되어지는 압축 하중과 동일하거나 더 큰 압축 하중을 제공하며, 제 2 프레스 장치 부분(14)은 상기 제 1 프레스 장치 부분(9,10,11)에 의하여 제공된 압축 하중을 감소시키는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 프레스 장치가 스프링 요소(spring element, 12,22)를 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
6. 제 4 항에 있어서, 제 2 프레스 장치 부분(14)은 제 1 프레스 장치 부분(9,10,11)에 의하여 제공된 하중(force)과 상반된 하중(force)을 제공하는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
7. 제 4 항에 있어서, 제 2 프레스 장치 부분(14)은 제 1 프레스 장치 부분(9,10,11)에 의하여 가해진 하중(force)을 부분적으로 수용(accomodate)하는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
8. 제 4 항에 있어서, 제 2 프레스 장치 부분(14)은 수압(hydraulically)으로 작동되어지는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
9. 제 8 항에 있어서, 수압 작동부(hydraulic actuation)는 전자기적으로 작동된 피스톤(actuated piston, 48)을 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
10. 제 9 항에 있어서, 피스톤은 압력을 발생시키는 경로(path) 상에서 오버플로우/재 충진 포트(overflow/refill port, 52)를 밀폐하는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
11. 제 8 항에 있어서, 수압 작동부(hydraulic actuation)는 기어 펌프(gear pump, 61)를 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
12. 제 11 항에 있어서, 기어 펌프는 토크(torque)에 의존하는 전압이 가해지는 전기 모터에 의하여 작동되어지는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
13. 제 4 항에 있어서, 하나 이상의 입력 부재(101)와 하나 이상의 출력 부재(102)는 하나 이상의 프레스 장치에 의하여 서로 압축되어지는 2가지 이상의 작동 조건을 가지고, 각각의 작동 조건의 함수로서 변화하는 압축 압력이 작용할 때,

    프레스 장치(108;125,126)는 2개 이상의 프레스 유닛(press-on unit, 110,111,125,126)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
14. 제 13 항에 있어서, 2개의 프레스 유닛(press-on unit, 110,111,125,126)들은 다른 작동 조건-압축 하중 특성 곡선들을 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
15. 제 13 항에 있어서, 2개의 프레스 유닛(press-on unit, 110,111,125,126)들은 제 1 작동 조건에서 압축 하중 내에서의 제 1 부분(first share)과 제 2 작동 조건에서 압축 하중 내에서의 제 2 부분을 가지며, 제 1 프레스 장치의 제 1 부분과 제 2 부분 사이의 차이점은 제 2 프레스 장치의 제 1 부분과 제 2 부분 사이의 차이점과 상이한 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
16. 제 13 항에 있어서, 2개의 프레스 유닛들은 압축 하중 및/또는 작동 조건을 결정함에 있어서 병렬로(in parallel) 작동하도록 형상화되어 지는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
17. 제 13 항에 있어서, 2개의 프레스 유닛(110,111,125,126)들은 압축 하중 및/또는 작동 조건을 결정함에 있어서 직렬로(in series) 작동하도록 형상화되어 지는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
18. 제 13 항에 있어서, 하나 이상의 프레스 유닛(110,111,125,126)은 일정한 기울기(constant slope)를 가진 작동 조건-압축 하중 특성 곡선을 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
19. 제 13 항에 있어서, 프레스 장치(108;125,126)는 서로 결합된 2개 이상의 프레스 유닛(110,111,125,126)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
20. 제 19 항에 있어서, 상기 결합(coupling)은 기계적으로(mechanical) 형상화되어지는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
21. 제 19 항에 있어서, 상기 결합은 유체 동역학(hydrodynamic) 또는 유체 정역학(hydrostatic)적으로 형상화되어지는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
22. 제 4 항에 있어서, 프레스 유닛(126)은 입력 측부 상에서 배열되어지고, 프레스 유닛(125)은 출력 측부 상에서 배열되어지는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
23. 제 4 항에 있어서, 하나 이상의 입력 부재(101)와 하나 이상의 출력 부재(102)는 하나 이상의 프레스 장치(108;125,126)에 의하여 서로 압축되어지는 2가지 이상의 작동 조건을 가지고, 각각의 작동 조건의 함수로서 변화하는 압축 압력이 작용할 때,

    상기 프레스 장치는 제 1 작동 조건과 제 2 작동 조건 사이의 에서보다 마찰 기어의 정지 위치와 제 1 작동 조건 사이에서 다른 평균 기울기를 가지는 작동 조건-압축 하중 특성 곡선을 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
24. 제 13항에 있어서, 작동 조건이 입력 토크(input toque) 또는 출력토 크(output toque)에 비례하여 선택되는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
25. 제 13 항에 있어서, 제 1 작동 조건은 최대 하중 하에서(under full load) 발생하기 위한 최저 토크(lower toque)인 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
26. 제 13 항에 있어서, 제 1 작동 조건은 최대 하중 하에서 발생하기 위한 최고 토크(highest toque)인 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
27. 제 13 항에 있어서, 2개 이상의 프레스 유닛(125,126)들 중 각각의 압축 하중은 입력 토크, 출력 토크, 전체 하중 또는 힘들과 같은 다른 종류의 작동 조건들에 의하여 변화하는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
28. 제 13 항에 있어서, 프레스 장치(108;125,126)는 극소 토크(insignificant toque)에서 1 N 이하의 압축 하중을 형성하는 토크-압축 하중 특성 곡선을 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
29. 제 28 항에 있어서, 프레스 장치(108;125,126)는 극소 토크(insignificant toque)에서 0 N 근처의 압축 하중을 형성하는 토크-압축 하중 특성 곡선을 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
30. 제 13 항에 있어서, 프레스 장치(108;125,126)는 ,작동 중에 발생할 수 있는 최고의 토크와 작동 중에 발생할 수 있는 최저 토크 사이에서, 최대 하중 하에서 작동 중에 발생할 수 있는 최저 토크 이하보다 더 작은 평균 기울기를 포함하는 토크-압축 하중 특성 곡선을 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
31. 제 13 항에 있어서, 프레스 장치(125,126)는 작업 조건-압축 하중 특성 곡선에 의존하는 하중(load)을 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
32. 제 31 항에 있어서, 최대 하중 이하의 하중 하에서 압축 하중은 최대 하중 하에서 압축 하중보다 더 작은 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
33. 제 2 항에 있어서, 상기 프레스 장치(125, 126)는 스프링 요소(spring element, 12, 22)를 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
34. 제 1 항에 있어서, 제 2 프레스 장치 부분(14)은 제 1 프레스 장치 부분(9, 10, 11)에 의해 제공된 하중과 마주하는 하중을 제공하는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
35. 제 3 항에 있어서, 제 2 프레스 장치 부분(14)은 수압(hydraulically)으로 작동되어지는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
36. 제 35 항에 있어서, 수압 작동부(hydraulic actuation)는 전자기적으로 작동된 피스톤(actuated piston, 48)을 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
37. 제 36 항에 있어서, 피스톤은 압력을 발생시키는 경로(path) 상에서 오버플로우/재 충진 포트(overflow/refill port, 52)를 밀폐하는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
38. 제 35 항에 있어서, 수압 작동부(hydraulic actuation)는 기어 펌프(gear pump, 61)를 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
39. 제 38 항에 있어서, 기어 펌프는 토크(torque)에 의존하는 전압이 가해지는 전기 모터(62)에 의하여 작동되어지는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
40. 제 1 항에 있어서, 하나 이상의 입력 부재(101)와 하나 이상의 출력 부재(102)는 하나 이상의 프레스 장치에 의하여 서로 압축되어지는 2가지 이상의 작동 조건을 가지고, 각각의 작동 조건의 함수로서 변화하는 압축 압력이 작용할 때,

    프레스 장치(108;125,126)는 2개 이상의 프레스 유닛(press-on unit, 110,111,125,126)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
41. 제 40 항에 있어서, 2개의 프레스 유닛(press-on unit, 110,111,125,126)들은 다른 작동 조건-압축 하중 특성 곡선들을 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
42. 제 40 항에 있어서, 2개의 프레스 유닛(press-on unit, 110,111,125,126)들은 제 1 작동 조건에서 압축 하중 내에서의 제 1 부분(first share)과 제 2 작동 조건에서 압축 하중 내에서의 제 2 부분을 가지며, 제 1 프레스 장치의 제 1 부분과 제 2 부분 사이의 차이점은 제 2 프레스 장치의 제 1 부분과 제 2 부분 사이의 차이점과 상이한 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
43. 제 40 항에 있어서, 2개의 프레스 유닛들은 압축 하중 또는 작동 조건을 결정함에 있어서 병렬로(in parallel) 작동하도록 형상화되어 지는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
44. 제 40 항에 있어서, 2개의 프레스 유닛(110,111,125,126)들은 압축 하중 또는 작동 조건을 결정함에 있어서 직렬로(in series) 작동하도록 형상화되어 지는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
45. 제 40 항에 있어서, 하나 이상의 프레스 유닛(110,111,125,126)은 일정한 기울기(constant slope)를 가진 작동 조건-압축 하중 특성 곡선을 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
46. 제 1 항에 있어서, 프레스 장치(108;125,126)는 서로 결합된 2개 이상의 프레스 유닛(110,111,125,126)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
47. 제 46 항에 있어서, 상기 결합(coupling)은 기계적으로(mechanical) 형상화되어지는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
48. 제 46 항 또는 제 47 항에 있어서, 상기 결합은 유체 동역학(hydrodynamic) 또는 유체 정역학(hydrostatic)적으로 형상화되어지는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
49. 제 1 항에 있어서, 프레스 유닛(126)은 입력 측부 상에서 배열되어지고, 프레스 유닛(125)은 출력 측부 상에서 배열되어지는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.
50. 제 1 항에 있어서, 하나 이상의 입력 부재(101)와 하나 이상의 출력 부재(102)는 하나 이상의 프레스 장치(108;125,126)에 의하여 서로 압축되어지는 2가지 이상의 작동 조건을 가지고, 각각의 작동 조건의 함수로서 변화하는 압축 압력이 작용할 때,

    상기 프레스 장치는 제 1 작동 조건과 제 2 작동 조건 사이의 에서보다 마찰 기어의 정지 위치와 제 1 작동 조건 사이에서 다른 평균 기울기를 가지는 작동 조건-압축 하중 특성 곡선을 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰 링 기어.

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