KR101312137B1 - 기어 모듈 - Google Patents

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드루텐 로엘 마리 반
바스 게라르트 브뢰멘
알렉산더 프랜시스쿠스 아니타 세라렌스
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디티아이 그룹 비.브이.
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Abstract

드라이브(1)는 구동원(3)과, 이 구동원에 연결되는 자동 수동 기어 박스(5)를 구비한다. 구동원과 기어 박스 사이에는 마찰 클러치(7)가 있다. 드라이브는 기어 휠(13)에 의해 기어 박스의 출력 샤프트(15) 상의 제1 기어 휠(17)과 맞물리는 차동 장치(11)와, 드라이브를 방해하는 일 없이 기어의 트랜스미션을 변경하는 기어 모듈(19)을 구비한다. 기어 모듈(19)은 3개의 회전체(29, 31, 33)를 구비하는 바이패스 트랜스미션(27)과 브레이크(25)를 구비하며, 상기 3개의 회전체 중 제1 회전체(29)는 제1 클러치 부분(7a)에 연결되고, 제2 회전체(31)는 제1 기어 휠(17)과 맞물리는 연결 기어 휠(35)에 연결되며, 제3 회전체(33)는 브레이크(25)에 연결된다. 회전체(29, 31, 33)와 드라이브의 상기 부분들 각각의 연결부는 각각 스플라인(s1, s2, s3)으로 이루어진다.
드라이브, 구동원, 바이패스 트랜스미션, 기어 모듈, 회전체, 브레이크

Description

기어 모듈{GEAR MODULE}
본 발명은 구동원, 이 구동원에 연결되고 입력 샤프트 및 출력 샤프트를 구비하는 자동 기어 박스, 구동원과 기어 박스의 입력 샤프트 사이에 있는 마찰 클러치, 및 기어 박스의 출력 샤프트 상의 제1 기어 휠에 연결되는 차동 장치를 포함하는 드라이브에서 사용 가능한 기어 모듈로서, 상기 마찰 클러치의 제1 클러치 부분은 구동원에 연결되고, 상기 마찰 클러치의 제2 클러치 부분은 기어 박스의 입력 샤프트에 연결 및 분리(즉 분리 가능하게 연결)될 수 있으며, 상기 기어 모듈은 브레이크와, 3개의 회전체를 구비하는 바이패스 트랜스미션(bypass transmission)을 포함하고, 상기 3개의 회전체 중 제1 회전체는 제1 연결 디바이스를 통해 제1 클러치 부분에 연결 가능하고, 상기 3개의 회전체 중 제2 회전체는 제1 기어 휠에 연결 가능하며, 상기 3개의 회전체 중 제3 회전체는 브레이크에 연결되는 것인 기어 모듈에 관한 것이다.
여기서, 자동 기어 박스는 상이한 동력 전달비를 얻기 위해 입력 샤프트와 출력 샤프트 사이에 상이한 기어 휠 쌍들이 마련되는 기어 박스로 정의되며, 이 기어 박스에 의해 아암이 소망하는 바와 같이 기어 휠 쌍들 중 하나의 단일 기어 휠을 대응하는 샤프트에 연결하도록 이동 가능하고, 아암은 자동으로 이동된다.
이 기어 모듈은 드라이브를 방해하는 일 없이 기어의 트랜스미션을 변경하는 역할을 한다.
그러한 기어 모듈은 국제 특허 출원 WO 2004/000314 A1로부터 알려져 있다. 전술한 바와 같은 이러한 공지의 기어 모듈을 드라이브에서 사용함으로써 구동원과 피동 휠 사이의 드라이브 라인을 방해하는 일 없이 기어의 트랜스미션이 변경 가능하다. 이러한 공지의 기어 모듈의 단점은 이러한 기어 모듈을 기존의 드라이브에 합체하는 것 또는 유지 보수를 위해 기어 모듈을 분리하는 것이 매우 번거롭다는 것이다.
본 발명의 목적은 드라이브에 용이하게 합체되고 드라이브로부터 용이하게 분리될 수 있는, 서두에 설명한 종류의 기어 모듈을 제공하는 것이다. 이러한 목적을 위해, 본 발명에 따른 드라이브는 기어 모듈이, 드라이브의 제1 기어 휠과 맞물리게 이루어질 수 있고 제2 연결 디바이스를 통해 제2 회전체에 분리 가능하게 연결되는 연결 기어 휠을 포함하는 것을 특징으로 한다. 연결 기어 휠이 제1 기어 휠과 직접 연동하게 하고 연결 기어 휠을 제1 기어 휠에 연결시키지 않음으로써 드라이브에 의해 매우 콤팩트하고 간단한 클러치가 얻어진다.
연결 기어 휠은 베어링 상에서, 입력 샤프트와 동심인 드라이브에서 기어 모듈을 사용할 때 드라이브 기어 박스의 하우징에 체결되는 부시(bush)에 연결되는 것이 바람직하다.
부시는 기어 박스 하우징의 부분이다. 이러한 경우, 부시는 기어 모듈의 부분은 아니다. 그러나, 부시는 기어 모듈의 부분인, 클러치 조작을 위한 작동 디바이스의 일부일 수도 있다.
작동 디바이스는 드라이브에서 사용시에 기어 박스의 하우징에 체결된다. 작동 디바이스는 부시 내부에 동심으로 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 기어 모듈의 실시예는 기어 모듈이 클러치 조작을 위한 작동 디바이스를 포함하고, 이 작동 디바이스는 연결 기어 휠 내부에 동심으로 설치되는 것을 특징으로 한다. 이것은 기어 모듈이 필요로 하는 축방향 공간을 제한한다.
본 발명에 따른 기어 모듈의 다른 실시예는 제3 회전체가 제3 연결 디바이스를 통해 브레이크에 분리 가능하게 연결되는 것을 특징으로 한다. 이로 인해, 기어 모듈이 그 전체가 드라이브에 합체되어야 하는 것 대신에 부분적으로 드라이브에 합체되는 것이 가능하다.
제1 연결 디바이스, 제2 연결 디바이스, 및/또는 제3 연결 디바이스는 스플라인(spline)에 의해 형성되는 것이 바람직하다.
더욱이, 제3 회전체는 바이패스 트랜스미션의 환상체(annulus)에 의해 형성되는 것이 바람직하고, 제1 회전체는 바이패스 트랜스미션의 선 휠(sun wheel)에 의해 형성되는 것이 바람직하다.
브레이크는 브레이크 디스크와 2개의 브레이크 슈를 포함하는 것이 바람직하며, 이들 브레이크 슈 중 적어도 하나는 복수의 피스톤에 의해 유압식으로 축방향으로 이동할 수 있다.
실시예에서, 피스톤은 브레이크 디스크에 걸쳐 불규칙적으로 분포되어, 피스톤에 의해 브레이크 디스크에 인가되는 최종 힘이 브레이크 디스크의 중앙부에 작용한다.
다른 실시예에서, 브레이크는 브레이크 디스크에 걸쳐 120도의 각도로 규칙적으로 분포되는 3개의 피스톤을 포함한다. 피스톤은 브레이크액 도관에 의해 직렬로 서로 연결되는 것이 바람직하다.
피스톤에는 가동 브레이크 슈와 접촉하는 측부 상에 내열성 재료로 이루어진 인서트 부재가 마련되는 것이 바람직하다.
다른 실시예에서, 브레이크 슈 중 어느 하나는 전자 기계식으로 축방향으로 이동 가능하다.
더욱이, 브레이크 디스크에 면하는 측의 브레이크 슈는 더욱 내구성을 갖도록 경화 처리되거나, 내구성 코팅이 마련되거나, 또는 브레이크 슈와 브레이크 디스크 사이에 경질의 중간판이 있는 것이 바람직하다.
더욱이, 허브 근처의 브레이크 디스크에는 브레이크 디스크를 냉각하는 에어 블레이드가 마련되는 것이 바람직하다.
브레이크 슈는 알루미늄으로 제조되는 것이 바람직하다. 브레이크 슈가 열을 소산시키기 위해 강으로 이루어진 경우보다 두꺼워야 한다는 사실에도 불구하고, 브레이크 슈의 중량은 여전히 강제(鋼製) 브레이크 슈의 중량의 대략 절반이기 때문에, 현저한 중량 감소가 얻어진다.
또 다른 실시예에서, 본 발명에 따른 기어 모듈은 브레이크가 작동되지 않을 때 맞물림 해제되도록 되어 있는 것을 특징으로 한다. 이것은 어떠한 작동 손실도 없도록, 차량이 구동될 때 기어에 브레이크를 위한 어떠한 작동력도 필요하지 않다는 것을 의미한다.
기어 모듈은 브레이크가 완전히 맞물리지 않는 것을 보장하는 디바이스를 포함하는 것이 바람직하다. 브레이크가 완전히 맞물리지 않는 기어 모듈의 실시예는 기어 모듈이 브레이크 피스톤에 오일을 공급하는 유압 시스템을 포함하고, 이 유압 시스템은 브레이크가 절대로 완전히 맞물리지 않도록 유압을 제한하는 것을 특징으로 한다. 브레이크와 제3 회전체 사이에 구동원에서 발생하는 진동을 억제하는 토션 스프링이 필요하지 않은데, 그 이유는 브레이크가 절대로 완전히 맞물리지 않기 때문이다. 그러나, 기어 모듈은 브레이크가 완전히 맞물리는 것을 보장하는 디바이스를 포함할 수도 있다.
브레이크의 브레이크 디스크는 제3 회전체에 체결되는 것이 바람직하다. 이것은 브레이크 디스크를 제3 회전체에 연결하는 연결 디바이스가 필요하지 않고, 제1 회전체와 제3 회전체 사이에 축방향 베어링이 필요하지 않다는 것을 의미한다.
더욱이, 브레이크는 습식 판 브레이크 또는 건식 판 브레이크인 것이 바람직하다. 이것은 제3 회전체와 브레이크 하우징의 섹션 사이의 반경 방향 시일이 생략된다는 것을 의미한다.
본 발명에 따른 기어 모듈의 다른 실시예는 바이패스 트랜스미션이, 고유의 동력 전달비가 1과 동등한 유성 기어에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.
유성 기어의 동력 전달비는, 적어도 4개의 상태를 갖는 드라이브에서 기어 모듈이 사용되는 경우에 기어가 2단 기어에서 3단 기어로 변경되거나 3단 기어에서 4단 기어로 변경될 때 브레이크가 그 회전 방향을 변경하도록 선택되는 것이 바람직하다. 유성 기어의 동력 전달비는 브레이크가 2단 기어와 3단 기어에 적어도 실질적으로 완전히 맞물리도록 선택된다. 여기서 완전히 맞물린다는 것은 브레이크 디스크가 고정되어 있는 상태로서 정의된다.
더욱이, 제1 회전체에는 좌선 치형부(left-hand teeth)가 마련되거나, 회전체들에는 스퍼 치형부(spur teeth)가 마련되는 것이 바람직하다.
유성 기어의 선 휠과 환상체 사이의 축방향 및 반경 방향 베어링은 슬라이드 베어링인 것이 바람직하며, 환상체와 기어 박스의 하우징 사이 및/또는 환상체와 선 휠 사이에는 밀봉 링이 있는 것이 바람직하다.
더욱이, 연결 기어 휠에는 우선 치형부(right-hand teeth)가 마련되는 것이 바람직하고, 연결 기어 휠은 제2 회전체에 체결되는 것이 바람직하다. 후자는 제2 회전체와 연결 기어 휠 사이에 연결 디바이스가 필요 없다는 것을 의미한다. 따라서, 기어 모듈과 드라이브 라인 사이의 연결은 연결 기어 휠의 맞물림에 의해 이루어진다.
제2 회전체는 바이패스 트랜스미션의 유성 캐리어에 의해 형성되는 것이 바람직하다.
제1 클러치 부분은 기어 모듈의 부분인 것이 바람직하고, 제1 클러치 부분은 플라이휠을 포함하며, 이 플라이휠은 강성판이 체결되고, 제1 연결 디바이스를 통해 제2 회전체에 연결되며, 가요성 판이 체결되고, 구동원에 연결 가능하다.
더욱이, 제1 클러치 부분은 강성판에서 축방향으로 안내되고 연결 요소를 통해 작동 디바이스에 연결되는 압력판을 포함하는 것이 바람직하다.
센터링을 위해서, 연결 요소의 일단부는 원추형이고, 압력판의 원추형 단부에 센터링되는 것이 바람직하며, 연결 요소는 타단부가 작동 디바이스에 연결된다.
작동 디바이스는 연결 요소에 체결되는 것이 바람직하다. 이 경우, 작동 디바이스는 연결 부재와 함께 회전하기 때문에, 2개의 추가의 밀봉 링이 필요하다. 그러나, 이것은 제1 회전체와 하우징 사이의 반경 방향 시일과, 작동 디바이스의 피스톤과 연결 요소 사이의 스러스트 베어링을 생략한다.
본 발명에 따른 기어 모듈의 또 다른 실시예는 브레이크가 브레이크 디스크를 포함하며, 제3 연결 디바이스가 스플라인으로 형성되어, 스플라인의 2개의 부분 사이에 유극이 존재하고, 브레이크 디스크는 스플라인을 통해 제3 회전체에 연결되며, 스플라인의 2개 부분 사이에 가요성 링이 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 본 발명에 따른 기어 모듈이 마련된 드라이브의 실시예가 도시되어 있는 도면에 기초하여 이하에서 보다 완전히 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 기어 모듈이 마련되어 있는 드라이브의 일실시예의 다이어그램이고,
도 2는 도 1에 도시한 드라이브의 구체적인 실시예를 간단하게 도시한 도면이며,
도 3은 도 2에 도시한 간단한 버전의 구체적인 실시예를 도시한 도면이고,
도 4는 기어 모듈에 있는 브레이크의 피스톤의 가능한 제1 배치를 도시한 도 면이며,
도 5는 기어 모듈에 있는 브레이크의 브레이크 디스크의 세부 사항을 도시한 도면이고,
도 6은 기어 모듈에 있는 브레이크의 피스톤의 가능한 제2 배치를 도시한 도면이며,
도 7은 피스톤 근처에 있는 기어 모듈의 브레이크의 다른 실시예의 세부 사항을 도시한 도면이고,
도 8은 기어 모듈에 있는 클러치의 제1 클러치 부분의 세부 사항을 도시한 도면이며,
도 9는 바이패스 트랜스미션과 기어 모듈의 최종 감소율의 다이어그램이고,
도 10은 스플라인, 베어링 및 시일을 도시한, 도 3에 도시한 구체적인 실시예에 다이어그램이며,
도 11은 실시예의 단순한 제1 실시예의 다이어그램이고,
도 12는 도 10에 도시한 단순한 제2 실시예의 다이어그램이며,
도 13은 도 10에 도시한 단순한 제3 실시예의 다이어그램이고,
도 14는 브레이크 디스크를 구비하는 바이패스 트랜스미션의 다른 실시예의 정면 입면도이며,
도 15는 도 14의 선 A-A를 따른 단면에서의 브레이크 디스크를 구비하는 바이패스 트랜스미션을 도시한 도면이다.
도 1, 도 2 및 도 3에는 각각 본 발명에 따른 기어 모듈이 마련되어 있는 차량의 드라이브의 구체적인 형태의 실시예가 다이어그램으로 도시되어 있다. 드라이브(1)는 구동원(3)과 이 구동원에 연결된 자동 수동 기어 박스(5)를 구비한다. 구동원과 기어 박스 사이에는 마찰 클러치(7)가 있으며, 이 마찰 클러치의 제1 클러치 부분(7a)은 구동원에 연결되고, 제2 클러치 부분(7b)은 스플라인(s2)을 통해 기어 박스의 입력 샤프트(9)에 연결된다. 제2 클러치 부분(7b)과 스플라인 사이에는 구동원(3)으로부터 발생하는 진동을 억제하는 토션 스프링(8)이 있다. 드라이브는 또한 기어 휠(13)에 의해 기어 박스의 출력 샤프트(15) 상의 제1 기어 휠과 맞물리는 차동 장치(11)를 구비하며, 기어 휠(13, 17)은 드라이브의 최종 감소율(R)을 형성한다. 또한, 드라이브는 드라이브를 방해하는 일 없이 기어를 변경하는 기어 모듈(19)을 구비한다.
기어 모듈(19)은 브레이크(25)와, 3개의 회전체(29, 31, 33)을 지닌 바이패스 트랜스미션(27)을 구비하며, 상기 3개의 회전체 중 제1 회전체(29)는 제1 클러치 부분(7a)에 연결되고, 제2 회전체(31)는 제1 기어 휠(17)과 맞물리는 연결 기어 휠(35)에 연결되며, 제3 회전체(33)는 브레이크(25)에 연결된다. 회전체들(29, 31, 33)과 드라이브의 상기 부분들(7a, 35, 25) 각각의 연결은 각각 스플라인(s1, s2, s3)에 의해 이루어진다.
브레이크(25)는 브레이크 디스크(37)와 2개의 브레이크 슈(39a, 39b)를 구비한다. 브레이크 슈(39a, 39b)는 알루미늄으로 제조되고, 브레이크 디스크(37)에 면하는 측부 상에 내구성 코팅이 마련되거나 이 측부가 경화 처리된다. 내구성 코팅 대신에, 경질의 중간 박판이 브레이크 슈(39a, 39b)와 브레이크 디스크(37) 사이에 사용될 수도 있다. 브레이크 슈(39b)는 하우징 섹션(43)의 원통형 개구(45) 내에서 이동 가능한 복수의 피스톤(41)에 의해 축방향으로 이동 가능하다. 기어 모듈은 브레이크 튜브(47)를 통해 피스톤(41)에 오일을 공급하는 유압 시스템(도시하지 않음)을 구비한다. 유압 시스템은 유압을 브레이크 디스크(37)의 회전이 차단되는 값 미만으로 제한한다. 브레이크(25)는 작동되지 않을 때 맞물림 해제된다.
피스톤(41)은 브레이크 디스크에 걸쳐 불규칙적으로 분포되고(피스톤의 가능한 제1 배치를 도시한 도 4 참고), 기어 박스(49)의 일부 옆에 놓인다. 이것은 피스톤이 추가의 축방향 합체 공간을 필요로 하지 않는다는 것을 의미한다. 그러나, 피스톤(41)은 피스톤(41)에 의해 브레이크 디스크 상에 인가되는 최종 힘이 브레이크 디스크의 중앙부(51)에 작용하도록 마련되는 것이 보장되었다.
브레이크 디스크가 틸팅하는 것을 방지하기 위해, 브레이크 디스크(37)와 유성 기어의 환상체(브레이크 디스크의 세부 사항을 도시한 도 5 참고)에 의해 형성된 제3 회전체(33) 사이의 스플라인(s3)에 유극이 있다. 스플라인의 부분들 사이에는 브레이크 디스크(37)를 환상체에 대해 센터링되게 유지하는 가요성 O링(53)이 있다. 스플라인의 유극 내에서의 브레이크 디스크(37)의 틸팅은 이것에 의해 여전히 가능하다. 브레이크가 절대로 완전히 맞물리지 않기 때문에 브레이크(25)와 제 3 회전체(33) 사이에 토션 스프링이 존재할 필요가 없다.
도 6에는 피스톤의 가능한 제2 배치가 도시되어 있다. 이 배치에서는, 브레이크에, 브레이크 디스크(37)에 걸쳐 120도의 간격으로 규칙적으로 분포된 3개의 피스톤(41b)이 마련된다. 피스톤(41b)은 브레이크액 도관(다이어그램에서 화살표 A로 나타냄)에 의해 직렬로 연결된다. 이로 인해 자유 행정 중에 도관에서의 압력 손실은 작동 압력(55 바)에 비해 작다(약 3 바). 여기에서, 유압 회로로부터의 공기압 배출은 바로 설치 이후, 그리고 사용중이지 않을 때에만 필요하다.
도 7에는 피스톤(41b) 근처에 있는 기어 모듈의 브레이크의 다른 실시예의 세부 사항이 도시되어 있다. 피스톤(41b)의 상부 절반부는 브레이킹 중에 점유하는 위치에, 나머지는 저부 위치에 있는 것으로 도시되어 있다. 피스톤(41b)도 이 피스톤이 내부에서 이동 가능한 하우징 부분(43)과 같이 알루미늄으로 제조되어, 이들 부분 모두가 온도 상승으로 인해 동일하게 팽창한다. 피스톤과 하우징 부분(43) 사이에는 바이톤 시일(Viton seal)(52)이 있으며, 이 바이톤 시일은 연속 작동 중에 200 ℃의 온도에 대해 내열성이 있다. 피스톤(41b)에는 가동 브레이크 슈(39a)와 접촉하는 측부 상에 내열성 폴리이미드 플라스틱으로 이루어진 인서트 부재(41c)가 마련된다. 허브 근처의 브레이크 디스크(54)에는 브레이크 디스크를 냉각하는 에어 블레이드(54b)가 마련된다.
도 8에는 클러치의 제1 클러치 부분(7a)이 상세히 도시되어 있다. 기어 박스의 입력 샤프트(9)(명확성을 위해 입력 샤프트의 중심선만을 도시함) 둘레에는 클러치를 작동시키기 위해서 축방향으로 이동 가능한 연결 요소(55)가 있으며, 이 연결 요소는 일단부(55a)가 압력판(57)에 연결되고, 다이어프램 스프링(59)을 통해 제1 클러치 부분(7a)의 2개의 클러치 부분(63, 65) 사이에 제2 클러치 부분(7b)의 클러치판(61)을 클램핑한다(도 3 참고). 일단부(55a)는 원추형 형상이며, 압력판(57)의 원추형 단부(57a)에 센터링된다. 가동 연결 요소(55)는 클러치(7)를 작동시키도록 스러스트 베어링(67)을 통해 타단부(55b)가 작동 디바이스(69)에 연결된다. 이 타단부(55b)는 스러스트 베어링(67)의 베어링 링들 중 하나를 형성한다.
이러한 작동 디바이스(69)는, 입력 샤프트와 동심이고 기어 박스 하우징에 체결되는, 입력 샤프트(9) 둘레의 유압 실린더(73) 내에서 이동 가능한 피스톤(71)에 의해 형성된다. 작동 디바이스(69)는 최종 감소율(R5)을 지닌 연결 기어 휠(35) 내부에 동심으로 위치하기 때문에, 추가의 축방향 합체 공간을 차지하지 않는다. 제2 클러치 부분(7b)과 스플라인(s2) 사이에, 출력 구동 샤프트(75)가 볼트(77)에 의해 제1 클러치 부분(7a)에 연결되는 구동원으로부터의 진동을 억제하는 토션 스프링(8)이 배치된다.
제1 클러치 부분(7a)은 플라이휠(79)에 의해 형성되며, 이 플라이 휠은 가요성 판(81)을 통해 구동 샤프트(75)에 연결되고, 스플라인(s1)은 강성판(83)에 의해 제1 회전체(29)에 연결된다.
도 9는 바이패스 트랜스미션(27)과 최종 감소율(R)의 다이어그램이다. 바이패스 트랜스미션(27)은, 제1 회전체(29)가 선 휠에 의해 형성되고, 제2 회전체(31)가 유성 캐리어에 의해 형성되며, 제3 회전체(33)가 환상체로 형성되는 유성 기어 에 의해 형성된다. 기어 휠(13, 17) 사이의 트랜스미션(R')의 치형부각(tooth angle) 방향은 기존의 최종 트랜스미션(R)의 치형부각 방향에 의해 결정된다. 유성 기어(27)에 있는 톱니각 방향은 브레이크(25)가 작동하는 경우에 존재하는 축방향 압력을 베어링 상에 부여하도록 선택되었다. 이러한 목적을 위해 선 휠(29)에는 좌선 치형부가 마련된다. 유성 기어의 다른 기어 휠들은 이것에 적합하게 되어 있다.
도 10은 도 3의 구체적인 실시예의 다이어그램으로, 스플라인(s1, s2, s3)과, 축방향 베어링(85, 87)과, 반경 방향 베어링(89, 91, 92, 93), 그리고 시일(95, 97, 99, 101, 103)이 도시되어 있다.
도 11은 도 10에 도시한 실시예의 간단한 제1 실시예의 다이어그램이다. 본 실시예에서, 브레이크(25)의 브레이크 디스크(37)는 제3 회전체(33)에 체결된다. 이것은 스플라인(s3)(도 10 참고)이 생략되고, 제1 회전체(29)와 제3 회전체(33) 사이의 축방향 베어링(87)(도 10 참고)이 생략될 수 있다는 것을 의미한다. 더욱이, 본 실시예에서는 연결 기어 휠(35)이 제2 회전체(31)에 체결된다. 이것은 스플라인(s2)(도 10 참고)이 생략된다는 것을 의미한다. 따라서, 기어 모듈(19)과 드라이브 라인의 연결은 연결 기어 휠(35)의 맞물림에 의해 이루어진다.
도 12는 도 10의 실시예의 간단한 제2 실시예의 다이어그램이다. 본 실시예에서, 브레이크(25)는 습식 판 브레이크이다. 이것은 제3 회전체(33)와 브레이크 하우징의 하우징 부분(105) 사이의 반경 방향 시일(99)(도 10 참고)이 생략될 수 있다는 것을 의미한다.
마지막으로, 도 13은 도 10의 실시예의 간단한 제3 실시예의 다이어그램이다. 본 실시예에서, 작동 디바이스는(69)는 연결 요소(55)에 체결된다. 이 경우, 작동 디바이스는 연결 요소와 함께 회전하기 때문에, 2개의 추가의 밀봉 링(107, 109)이 필요하다. 이것은 제1 회전체(29)와 하우징 사이의 반경 방향 시일(101)(도 10 참고)과, 작동 디바이스의 피스톤(71)과 연결 요소(55) 사이의 스러스트 베어링(67)을 생략할 수 있다는 것을 의미한다.
도 14 및 도 15에는 각각 브레이크 디스크(37)를 구비하는 바이패스 트랜스미션(27)의 다른 실시예의 정면 입면도와 단면도가 도시되어 있다. 본 실시예에서, 브레이크 디스크(37)는 환상체(33)에 직접 연결되고, 유성 기어(27)에는 스퍼 치형부가 마련된다. 환상체(33)와 선 휠(29) 사이의 반경 방향/축방향 베어링(111)에는 롤러 베어링 대신에 슬라이드 베어링이 마련된다. 이것은 스퍼 치형부로 인해 힘이 작기 때문에 가능하다. 더욱이, 환상체(33)와 선 휠(29) 사이에는 밀봉 링(113)이 있다.
앞에서는 도면에 기초하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 도면에 도시한 실시예로 제한되지 않는다는 것에 유의해야 한다. 본 발명은 또한 청구 범위에 정의된 범위 내에서 도면에 도시한 실시예로부터 변형된 모든 실시예로 확대된다.

Claims (38)

  1. 구동원(3), 이 구동원에 연결되고 입력 샤프트 및 출력 샤프트를 구비하는 자동 기어 박스(5), 구동원과 기어 박스의 입력 샤프트 사이에 있는 마찰 클러치(7), 및 기어 박스의 출력 샤프트 상의 제1 기어 휠에 연결되는 차동 장치를 포함하는 드라이브(1)에서 사용 가능한 기어 모듈(19)로서, 상기 마찰 클러치의 제1 클러치 부분(7a)은 구동원에 연결되고, 상기 마찰 클러치의 제2 클러치 부분(7b)은 기어 박스의 입력 샤프트(9)에 분리 가능하게 연결되며, 상기 기어 모듈(19)은 브레이크(25)와, 3개의 회전체를 구비하는 바이패스 트랜스미션(27)을 포함하고, 상기 3개의 회전체 중 제1 회전체(29)는 제1 연결 디바이스(s1)를 통해 제1 클러치 부분(7a)에 연결 가능하고, 상기 3개의 회전체 중 제2 회전체(31)는 제1 기어 휠(17)에 연결 가능하며, 상기 3개의 회전체 중 제3 회전체(33)는 브레이크(25)에 연결되는 것인 기어 모듈에 있어서,
    상기 기어 모듈은, 드라이브의 제1 기어 휠(17)과 맞물릴 수 있고, 제2 연결 디바이스(s2)를 통해 제2 회전체(31)에 분리 가능하게 연결되는 연결 기어 휠(35)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기어 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 연결 기어 휠(35)은 베어링 상에서 부시(bush)에 연결되고, 상기 부시는 드라이브의 기어 모듈이 입력 샤프트와 동심일 때 드라이브의 기어 박스 하우징에 체결되는 것을 특징으로 하는 기어 모듈.
  3. 제2항에 있어서, 상기 부시는 마찰 클러치(7)의 조작을 위한 작동 디바이스(69)의 부분이며, 상기 작동 디바이스는 기어 모듈의 부분인 것을 특징으로 하는 기어 모듈.
  4. 제3항에 있어서, 상기 작동 디바이스(69)는 부시 내부에 동심으로 설치되는 것을 특징으로 하는 기어 모듈.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제3 회전체(33)는 제3 연결 디바이스(s3)를 통해 브레이크(25)에 분리 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 기어 모듈.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 연결 디바이스(s1), 제2 연결 디바이스(s2) 및 제3 연결 디바이스(s3)는 스플라인에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 기어 모듈.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제3 회전체(33)는 바이패스 트랜스미션의 환상체(annuls)에 의해 형성되고, 상기 제1 회전체(29)는 바이패스 트랜스미션의 선 휠(sun wheel)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 기어 모듈.
  8. 제1항에 있어서, 상기 브레이크(25)는 브레이크 디스크(37)와, 2개의 브레이크 슈(39a, 39b)를 포함하며, 이들 브레이크 슈 중 적어도 하나는 복수 개의 피스톤(41; 41b)에 의해 유압식으로 축방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 기어 모듈.
  9. 제8항에 있어서, 상기 피스톤(41)은 브레이크 디스크에 걸쳐 불규칙적으로 분포되어, 피스톤에 의해 브레이크 디스크 상에 인가되는 최종 힘은 브레이크 디스크의 중앙부에 작용하는 것을 특징으로 하는 기어 모듈.
  10. 제8항에 있어서, 상기 브레이크는 120 °의 각도로 브레이크 디스크에 걸쳐 규칙적으로 분포되는 3개의 피스톤(41b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기어 모듈.
  11. 제10항에 있어서, 상기 피스톤(41b)은 브레이크액 도관(A)에 의해 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 기어 모듈.
  12. 제8항에 있어서, 상기 피스톤(41b)에는 가동 브레이크 슈(39b)와 접촉하는 측부 상에 내열성 재료로 이루어진 인서트 부재(41c)가 마련되는 것을 특징으로 하는 기어 모듈.
  13. 제1항에 있어서, 상기 브레이크(25)는 브레이크 디스크(37)와, 2개의 브레이크 슈(39a, 39b)를 포함하며, 이들 브레이크 슈 중 적어도 하나는 전자 기계식으로 축방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 기어 모듈.
  14. 제8항 또는 제13항에 있어서, 상기 브레이크 슈(39a, 39b)는 브레이크 디스크(37)에 면하는 측부 상에 내구성 코팅이 마련되거나 상기 측부가 경화 처리되는 것을 특징으로 하는 기어 모듈.
  15. 제8항 또는 제13항에 있어서, 상기 브레이크 슈(39a, 39b)와 브레이크 디스크(37) 사이에 경질의 중간판이 있는 것을 특징으로 하는 기어 모듈.
  16. 제8항 또는 제13항에 있어서, 허브 근처의 브레이크 디스크(54)에 브레이크 디스크를 냉각하는 에어 블레이드(54b)가 마련되는 것을 특징으로 하는 기어 모듈.
  17. 제8항 또는 제13항에 있어서, 상기 브레이크 슈(39a, 39b)는 알루미늄으로 제조되는 것을 특징으로 하는 기어 모듈.
  18. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 브레이크(25)는 작동되지 않을 때 맞물림 해제되는 것을 특징으로 하는 기어 모듈.
  19. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기어 모듈은 브레이크(25)가 완전히 맞물리지 않는 것을 보장하는 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어 모듈.
  20. 제19항에 있어서, 상기 기어 모듈은 브레이크(25)의 피스톤(41b)에 오일을 공급하는 유압 장치를 포함하고, 상기 유압 장치는 브레이크가 완전히 맞물리지 않도록 오일 압력을 제한하는 것을 특징으로 하는 기어 모듈.
  21. 삭제
  22. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 브레이크(25)는 제3 회전체(33)에 체결되는 브레이크 디스크(37)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어 모듈.
  23. 제20항에 있어서, 상기 브레이크(25)는 습식 판 브레이크 또는 건식 판 브레 이크인 것을 특징으로 하는 기어 모듈.
  24. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바이패스 트랜스미션(27)은 고유 동력 전달비가 1 이상인 유성 기어인 것을 특징으로 하는 기어 모듈.
  25. 제24항에 있어서, 상기 유성 기어의 동력 전달비는, 적어도 4개의 위치가 있는 드라이브에서 기어 모듈이 사용되는 경우에 2단 기어에서 3단 기어로 또는 3단 기어에서 4단 기어로 변경될 때 브레이크가 그 회전 방향을 변경하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 기어 모듈.
  26. 제24항에 있어서, 상기 유성 기어의 동력 전달비는 브레이크가 2단 기어 또는 3단 기어에서 적어도 실질적으로 완전히 맞물리도록 선택되는 것을 특징으로 하는 기어 모듈.
  27. 제24항에 있어서, 상기 제1 회전체(29)에는 좌선 치형부(left-hand teeth)가 마련되는 것을 특징으로 하는 기어 모듈.
  28. 제24항에 있어서, 상기 회전체들(29, 31, 33)에는 스퍼 치형부(spur teeth)가 마련되는 것을 특징으로 하는 기어 모듈.
  29. 제24항에 있어서, 상기 유성 기어의 선 휠과 환상체 사이의 축방향 및 반경 방향 베어링은 슬라이드 베어링으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기어 모듈.
  30. 제24항에 있어서, 상기 기어 박스의 하우징과 환상체 사이 그리고 상기 환상체와 선 휠 사이에 밀봉 링이 있는 것을 특징으로 하는 기어 모듈.
  31. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결 기어 휠(35)에는 우선 치형부(right-hand teeth)가 마련되는 것을 특징으로 하는 기어 모듈.
  32. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결 기어 휠(35)은 제2 회전체(31)에 체결되는 것을 특징으로 하는 기어 모듈.
  33. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 회전체(31)는 바이패스 트랜스미션의 유성 캐리어로 형성되는 것을 특징으로 하는 기어 모듈.
  34. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 클러치 부분(7a)은 기어 모듈의 부분이고, 플라이휠(79)을 포함하며, 상기 플라이휠에는 강성판(83)이 체결되고, 이 강성판은 제1 연결 디바이스(s1)를 통해 제1 회전체(29)에 연결되며, 상기 플라이휠에는 가요성 판(81)이 체결되고, 이 가요성 판은 구동원(3)에 연결 가능한 것을 특징으로 하는 기어 모듈.
  35. 제34항에 있어서, 상기 제1 클러치 부분(7a)은, 강성판(83)에서 축방향으로 안내되고 연결 요소(55)를 통해 작동 디바이스(69)에 연결되는 압력판(57)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기어 모듈.
  36. 제35항에 있어서, 상기 연결 요소(55)의 일단부(55a)는 원추형이고 압력판(57)의 원추형 단부(57a)에 센터링되며, 상기 연결 요소는 타단부가 작동 디바이스(69)에 연결되는 것을 특징으로 하는 기어 모듈.
  37. 제35항에 있어서, 상기 작동 디바이스(69)는 연결 요소(55)에 체결되는 것을 특징으로 하는 기어 모듈.
  38. 제5항에 있어서, 상기 브레이크(25)는 브레이크 디스크(37)를 포함하고, 상기 제3 연결 디바이스(s3)는 스플라인으로 형성되며, 이 스플라인의 2개 부분들 사이에는 유극이 있고, 상기 브레이크 디스크는 스플라인을 통해 제3 회전체(33)에 연결되며, 상기 스플라인의 2개 부분들 사이에 가요성 링(53)이 있는 것을 특징으로 하는 기어 모듈.
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