KR101389104B1 - 동력 분기식 트랜스미션 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 동력 분기식 트랜스미션, 특히 예컨대 휠 로더와 같은 작업 기계용 동력 분기식 트랜스미션에 관한 것으로, 본 발명에 따른 동력 분기식 트랜스미션은 서메이션 기어(12)에서 합해지는 유체 정역학적 동력 브랜치와 기계적 동력 브랜치를 구비하되, 서메이션 기어(12)의 상류에 역전 기어 유닛(7)이 연결되고, 서메이션 기어(12)의 하류에 기어단 시프트 유닛(20)이 연결된다.

Description

동력 분기식 트랜스미션{POWER SPLIT TRANSMISSION}
본 발명은 청구항 1의 전제부에 상세히 정의된 타입에 따른 동력 분기식 트랜스미션에 관한 것이다.
전제된 바에 따른 동력 분기식 트랜스미션은 종동 장치를 구동하기 위해 서메이션 기어(summation gear)에서 합해지는 유체 정역학적 동력 브랜치(power branch)와 기계적 동력 브랜치를 구비한다.
DE 28 54 375 A1은 2개의 기어 시프트 모드들을 갖는 유체 정역학-기계적 동력 분기식 트랜스미션을 개시하고 있는데, 여기서 트랜스미션의 무단 제어는 유체 정역학적 동력 브랜치에 의해 이뤄진다.
본 발명의 과제는 전진 주행 방향과 후진 주행 방향으로 존재하는 2개 이상의 주행 모드들을 갖고, 유체 정역학적 동력 브랜치의 제어 작동이 간단한 것을 특징으로 하는 동력 분기식 트랜스미션을 제공하는 것이다.
그러한 과제는 독립항에 특징져진 특징들도 또한 갖는 전제된 바에 따른 동력 분기식 트랜스미션에 의해 해결된다.
그러한 동력 분기식 트랜스미션은 서메이션 기어에서 합해지는 유체 정역학적 동력 브랜치와 기계적 동력 브랜치를 구비한다. 힘의 흐름에 있어서, 원하는 주행 방향에 따라 트랜스미션 입력 샤프트의 회전 방향을 역전시킬 수 있는 역전 기어 유닛(reversing gear unit)이 서메이션 기어의 상류에 연결된다.
동력 분기식 트랜스미션을 휠 로더(wheel loader)와 같은 작업 기계에 사용하기 위해, 서메이션 기어는 유성 기어 트레인으로서 구성되는데, 유성 기어 트레인의 외부 불 기어(bull gear)는 역전 기어 유닛의 출력 샤프트와 연동하고, 유성 기어 트레인의 태양 기어는 제1 유체 정압 유닛과 연동하며, 유성 기어 트레인의 유성 캐리어는 하류에 연결된 기어단 시프트 유닛과 연동한다. 여기서, 기어단 시프트 유닛은 평기어 유닛으로서 구성되고, 그럼으로써 평기어들의 조합으로 휠 로더에 필요한 차축 오프셋(offset)을 설정할 수 있게 된다.
본 발명의 일 구성 형태에서는, 역전 기어 유닛에서 전진 주행용 제1 클러치가 동력 분기식 트랜스미션의 입력 샤프트와 동축상으로 배치되고, 유성 기어 트레인, 기어단 시프트 유닛, 및 후진 주행용 클러치가 동력 분기식 트랜스미션의 입력 샤프트의 밖에, 즉 그와 동축상이 아니게 배치된다. 제2 유체 정압 유닛은 직접적으로 또는 평기어 섹션을 통해 서메이션 기어의 유성 캐리어와 연동하고, 바람직하게는 제2 유체 정압 유닛에 인접하게 배치된다. 제1 및 제2 유체 정압 유닛들은 그 제1 및 제2 유체 정압 유닛들의 행정 체적들을 동시에 조절할 수 있는 공통의 요소를 구비하는데, 제1 및 제2 유체 정압 유닛들은 사축식 타입의 유체 정압 유닛들로서 구성된다. 제1 및 제2 유체 정압 유닛들의 행정 체적들은 구동 샤프트가 회전하고 종동 샤프트가 정지해 있는 동력 분기식 트랜스미션의 제1 작동 모드에서, 태양 기어와 연동하는 제1 유체 정압 유닛이 체적이 없게 조절되고 유성 캐리어와 간접적으로 연동하는 제2 유체 정압 유닛이 그 최대 행정 체적으로 조절되도록 공통의 요소가 제1 및 제2 유체 정압 유닛들을 조절하게끔 구성된다. 종동 장치가 최대 가능 회전수에 있는 동력 분기식 트랜스미션의 제2 작동 모드에서는, 제1 유체 정압 유닛의 행정 체적이 그 최대 행정 체적으로 조절되고, 제2 유체 정압 유닛의 행정 체적이 행정 체적 0으로 조절되며, 그럼으로써 전체 동력이 순전히 기계적으로 전달되게 된다. 기어단 시프트 유닛에서 제1단으로부터 제2단으로 기어를 바꿔 넣게 되면, 양 기어단 클러치들이 닫힘 방향으로 작동되는데, 그 기어단 클러치들 중의 하나 이상은 하나의 기어단 클러치로부터 다른 기어단 클러치로 부하가 이행될 때까지 슬립 작동 상태로 유지되고, 그와 같이 부하가 이행되는 동안 전동 비, 즉 제1 및 제2 유체 정압 유닛들의 행정 체적들이 공통의 요소에 의해 제1단과 제2단 사이의 프로그레시브 레이쇼(progressive ratio)만큼 줄어들게 된다. 주행 모드 시프트 시의 그러한 조치에 의해, 동력 분기식 트랜스미션이 견인력 단절 없이 기어 시프트될 수 있게 된다.
본 발명은 전진 주행 방향과 후진 주행 방향으로 존재하는 2개 이상의 주행 모드들을 갖고, 유체 정역학적 동력 브랜치의 제어 작동이 간단하게 이뤄지는 동력 분기식 트랜스미션을 제공한다.
첨부 도면에 관한 이후의 설명들로부터 또 다른 특징들을 알 수 있을 것이다. 첨부 도면들 중에서,
도 1은 구동 샤프트와 동축상으로 배치된 작동 펌프를 갖는 동력 분기식 트랜스미션의 동력 전달 개요도이고;
도 2는 입력 샤프트와 동축상이 아니게 배치된 작동 펌프를 갖는 동력 분기식 트랜스미션을 나타낸 도면이다.
도 1:
구동 장치(1)는 동력 분기식 트랜스미션의 입력 샤프트(2)를 구동한다. 입력 샤프트(2)는 평기어(3)에 회전 불가능하게 연결된다. 평기어(3)는 평기어(4)와 연동하는데, 전진 주행용 클러치(5), 후진 주행용 클러치(6), 평기어(3), 및 평기어(4)는 역전 기어 유닛(7)을 형성한다. 후진 주행용 클러치(6)를 통해 평기어(4)에 연결될 수 있는 평기어(8) 및 전진 주행용 클러치(5)를 통해 평기어(3)에 연결될 수 있는 평기어(9)는 평기어(10)와 연동한다. 평기어(10)는 유성 기어 트레인(12)의 외부 불 기어(11)에 회전 불가능하게 연결된다. 유성 기어 트레인(12)은 기계적 동력 브랜치 및 유체 정역학적 동력 브랜치에 대한 서메이션 기어를 형성한다. 유성 기어 트레인(12)의 내부 불 기어(13)는 제1 유체 정압 유닛(14)에 회전 불가능하게 연결된다. 유성 캐리어(15)는 평기어(16)에 회전 불가능하게 연결된다. 평기어(16)는 평기어(17)와 연동하는데, 평기어(17)는 제2 유체 정압 유닛(18)과 감속 기어 유닛(20)의 제2단용 기어단 클러치(19)에 회전 불가능하게 연결된다. 평기어(17)는 기어단 클러치(22)를 통해 평기어(23)에 연결될 수 있는 평기어(21)와 연동한다. 평기어(17)는 기어단 클러치(19)를 통해 평기어(24)에 연결될 수 있다. 평기어(24)는 평기어(23)와 연동한다. 평기어(23)는 평기어(25)를 구동하고, 평기어(25)는 종동 장치(26)를 구동한다. 제1 유체 정압 유닛(14)과 제2 유체 정압 유닛(18)은 사축식 타입의 유체 정압 유닛들로서 구성되는데, 그 행적 체적들은 공통의 요소(27)에 의해 조절될 수 있고, 제1 및 제2 유체 정압 유닛들(14, 18)은 서로 인접하게 배치된다. 작동 펌프(28)와 급송 및 윤활 펌프(29)는 입력 샤프트(2)와 동축상으로 배치된다. 입력 샤프트(2)의 회전 시에 전진 주행 방향으로 출발하기 위해, 전진 주행용 클러치(5)가 닫히고, 후진 방향용 클러치(6)가 열리며, 기어단 클러치(19)가 열리고, 기어단 클러치(22)가 닫힌다. 제1 유체 정압 유닛(14)이 행정 체적 0으로 조절되고, 제2 유체 정압 유닛(18)이 그 최대 행정 체적으로 조절된다. 그 상황에서, 종동 장치(26)는 정지한다. 이제, 공통의 요소(27)가 변위되면, 제1 유체 정압 유닛(14)이 그 행정 체적 0으로부터 조절되어 제1 유체 정압 유닛(14)에 폐쇄 회로로 연결되어 있는 제2 유체 정압 유닛(18)으로 압력 매체를 급송하게 된다. 종동 장치(26)가 회전하기 시작한다. 공통의 요소(27)가 최대의 조절력을 낼 때에, 제1 유체 정압 유닛(14)은 그 최대 행정 체적에 위치하고, 제2 유체 정압 유닛(18)은 행정 체적 0에 위치한다. 그 경우, 전체 동력은 오로지 기계적 동력 브랜치를 통해서만 전달된다. 제2단으로 기어를 바꿔 넣게 되면, 기어단 클러치(19)가 닫혀있는 기어단 클러치(22)와 마찬가지로 닫힘 방향으로 작동되는데, 이때에 기어단 클러치(19) 아니면 기어단 클러치(22) 또는 양 기어단 클러치들 모두는 유체 정압 유닛들(14, 18)의 행정 체적들 및 그에 따른 회전수가 새로운 전동 비에 맞춰질 정도로 공통의 요소(27), 제1 유체 정압 유닛(14), 및 제2 유체 정압 유닛(18)이 조절될 때까지 슬립 작동 상태로 유지된다. 이어서, 기어단 클러치(22)가 완전히 열리고, 기어단 클러치(19)가 완전히 닫히게 된다. 이후로, 구동 장치는 그 출력 속도에 있어 공통의 요소(27)의 조절에 의해 더 변경될 수 있다.
도 2:
본 구성은 작동 펌프(28)와 급송 및 윤활 펌프(29)가 평기어(4)에 연결되어 구동되고, 그럼으로써 평기어(4)의 회전수가 평기어(3)의 회전수보다 더 크기 때문에 작동 펌프(28)와 급송 및 윤활 펌프(29)가 그 행정 체적에 있어 더 작게 구성될 있다는 점에서만 도 1의 구성과 상이하다. 작동 펌프(28)만을 평기어(4)에 연결하고 급송 펌프(29)를 입력 샤프트(2)에 연결하거나, 작동 펌프(28)를 입력 샤프트(2)에 연결하고 급송 펌프(29)를 평기어(4)에 연결하는 방안도 있다.
1: 구동 장치 2: 입력 샤프트 3: 평기어
4: 평기어 5: 전진 주행용 클러치 6: 후진 주행용 클러치
7: 역전 기어 유닛 8: 평기어 9: 평기어
10: 평기어 11: 외부 불 기어 12: 유성 기어 트레인
13: 내부 불 기어 14: 제1 유체 정압 유닛 15: 유성 캐리어
16: 평기어 17: 평기어 18: 제2 유체 정압 유닛
19: 기어단 클러치 20: 감속 기어 유닛 21: 평기어
22: 기어단 클러치 23: 평기어 24: 평기어
25: 평기어 26: 종동 장치 27: 공통의 요소
28: 작동 펌프 29: 급송 펌프

Claims (10)

  1. 서메이션 기어(12)에서 합해지는 유체 정역학적 동력 브랜치와 기계적 동력 브랜치를 구비하고, 전진 주행 방향으로의 2가지 이상의 주행 모드들 및 후진 주행 방향으로의 2가지 이상의 주행 모드들을 갖는 동력 분기식 트랜스미션에 있어서,
    유체 정역학적 동력 브랜치는 그 행정 체적들이 공통의 요소(27)에 의해 조절될 수 있는 제1 유체 정압 유닛(14)과 제2 유체 정압 유닛(18)을 구비하되, 공통의 요소(27)는 제1 및 제2 유체 정압 유닛들(14, 18)에 연결되는 것을 특징으로 하는 동력 분기식 트랜스미션.
  2. 제1항에 있어서, 서메이션 기어(12)는 유성 기어 트레인으로서 이뤄지되, 유성 기어 트레인의 내부 불 기어(13)는 제1 유체 정압 유닛(14)에 연결되고, 그 외부 불 기어(11)는 구동 장치(1)에 의해 구동될 수 있으며, 제2 유체 정압 유닛((18)은 유성 캐리어(15)와 연동하는 것을 특징으로 하는 동력 분기식 트랜스미션.
  3. 제1항에 있어서, 힘의 흐름에서 구동 장치(12)와 서메이션 기어(12) 사이에 역전 기어 유닛(7)이 배치되는 것을 특징으로 하는 동력 분기식 트랜스미션.
  4. 제1항에 있어서, 서메이션 기어(12)와 종동 장치(26) 사이에 기어단 시프트 유닛(20)이 배치되는 것을 특징으로 하는 동력 분기식 트랜스미션.
  5. 제4항에 있어서, 제1단에서는 서메이션 기어(12)의 유성 캐리어(15)가 기어단 시프트 유닛(20)의 제1 가속 기어 섹션을 통해 종동 장치(26)에 연결될 수 있고, 제2단에서는 기어단 시프트 유닛(20)의 제2 감속 기어 섹션을 통해 종동 장치(26)에 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 동력 분기식 트랜스미션.
  6. 제1항에 있어서, 입력 샤프트(2)가 회전하고 종동 장치(26)가 정지되어 있을 때에, 제1 유체 정압 유닛(14)은 행정 체적 0으로 조절되고, 제2 유체 정압 유닛(18)은 최대 행정 체적으로 조절되는 것을 특징으로 하는 동력 분기식 트랜스미션.
  7. 제1항에 있어서, 입력 샤프트(2)가 회전하고 종동 장치(26)가 최대 가능 회전수에 있을 때에, 제1 유체 정압 유닛(14)은 그 최대 행정 체적으로 조절되고, 제2 유체 정압 유닛(18)은 행정 체적 0으로 조절되는 것을 특징으로 하는 동력 분기식 트랜스미션.
  8. 제1항에 있어서, 제1 유압 작동 펌프(28)가 동력 분기식 트랜스미션의 입력 샤프트(2)와 동심상으로 배치되어 입력 샤프트(2)와 연동하는 것을 특징으로 하는 동력 분기식 트랜스미션.
  9. 제1항에 있어서, 제1 유압 작동 펌프(28)가 동력 분기식 트랜스미션의 후진 주행용 주행 방향 클러치(6)와 동심상으로 배치되어 후진 주행용 주행 방향 클러치(6)의 구동 기어(4)와 연동하는 것을 특징으로 하는 동력 분기식 트랜스미션.
  10. 제1항에 있어서, 전진 주행용 주행 방향 클러치(5)가 입력 샤프트(2)와 동심상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 동력 분기식 트랜스미션.
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