KR101528956B1 - 다단 파워시프트 변속기 - Google Patents

다단 파워시프트 변속기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 작업 기계, 특히 지게차를 위한 다단 파워시프트 변속기에 관한 것으로, 상기 변속기는 토크 컨버터(1)를 이용하여 구동되는 구동 샤프트(2)를 포함하며, 상기 구동 샤프트를 통해 제1 변속기에서 카운터샤프트들(7, 12, 22) 상에 배치된 고정 휠들(8, 13, 18, 23)과, 아이들러 휠들(10, 15, 20, 27)과, 시프트 클러치(4, 9, 19)를 이용하여 2개의 전진 기어단과 2개의 후진 기어단이 시프팅될 수 있으며, 고정 휠(25)과, 클러치(26)와, 아이들러 휠(27)을 구비한 추가의 카운터샤프트(24)가 보충됨으로써 제2 파워시프트 변속기가 구현되며, 상기 제2 파워시프트 변속기에서는 전진 주행 방향으로 3개의 기어단 및 후진 주행 방향으로 3개의 기어단이 시프팅될 수 있다.

Description

다단 파워시프트 변속기 {MULTI-GEAR POWERSHIFT TRANSMISSION}
본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 상세히 기술된 유형에 따른 다단 파워시프트 변속기에 관한 것이다.
특히 지게차를 위한 다단 파워시프트 변속기는 주로 그 용도에 따라 2개의 전진 주행 기어단 및 2개의 후진 주행 기어단을 구비하거나, 3개의 전진 주행 기어단 및 3개의 후진 주행 기어단을 구비해야 한다.
DE 103 30 157 A1호에는 건설 기계, 특히 백호우 로더(backhoe loader) 및 텔레 핸들러(telehandler)를 위한, 4개의 전진 기어단 및 2개의 후진 기어단을 구비한 다단 파워시프트 변속기가 공개되어 있다.
본 발명의 과제는, 2개의 전진 기어단과 2개의 후진 기어단을 구비한 변속기로서 또는 3개의 전진 기어단과 3개의 후진 기어단을 구비한 변속기로서 간단하게 형성될 수 있는, 특히 지게차를 위한 파워시프트 변속기를 제공하는 것이다.
상기 과제는 독립 청구항의 특징부에 기술된 특징들도 포함하는, 동일 카테고리에 속하는 다단 파워시프트 변속기에 의해 해결된다.
본 발명에 따라 2개의 전진 기어단과 2개의 후진 기어단을 구비한 파워시프트 변속기이면서 3개의 전진 기어단과 3개의 후진 기어단을 구비한 파워시프트 변속기가 구성됨으로써, 2개의 전진 기어단과 2개의 후진 기어단을 구비한 파워시프트 변속기로부터 종속 카운터샤프트, 고정 휠 및 아이들러 휠을 구비한 단일 클러치를 부가하여 3개의 전진 기어단 및 3개의 후진 기어단을 구비한 파워시프트 변속기를 형성할 수 있다.
2개의 전진 기어단 및 2개의 후진 기어단을 구비한 파워시프트 변속기의 경우, 구동 엔진, 예컨대 내연기관은 유체 토크 컨버터를 통해 구동 샤프트를 구동한다. 구동 샤프트는 1개의 고정 휠과 회전 불가능하게 연결되며, 상기 고정 휠은 1개의 클러치, 1개의 아이들러 휠 및 구동 샤프트와 함께 1개의 전진 기어단 유닛을 형성한다. 1개의 고정 휠, 1개의 클러치, 1개의 아이들러 휠 및 1개의 카운터샤프트는 1개의 후진 기어단 유닛을 형성하며, 이 경우 후진 기어단 유닛의 고정 휠이 전진 기어단 유닛의 고정 휠과 맞물린다. 1개의 추가 카운터샤프트, 1개의 고정 휠, 1개의 클러치 및 1개의 아이들러 휠이 제1 기어 유닛을 형성하며, 제1 기어 유닛의 고정 휠은 후진 기어단 유닛의 아이들러 휠 및 전진 기어단 유닛의 아이들러 휠과 맞물린다. 1개의 출력 샤프트, 1개의 고정 휠, 1개의 클러치 및 1개의 아이들러 휠이 제2 기어 유닛을 형성하며, 제2 기어 유닛의 아이들러 휠은 제1 기어 유닛의 고정 휠과 맞물리고, 제2 기어 유닛의 고정 휠은 제1 기어 유닛의 아이들러 휠과 맞물린다. 그럼으로써, 2개의 전진 기어단 및 2개의 후진 기어단을 구비한, 매우 컴팩트한 파워시프트 변속기가 제공될 수 있다. 2개의 전진 기어단 및 2개의 후진 기어단을 구비한 파워시프트 변속기로부터 3개의 전진 기어단 및 3개의 후진 기어단을 구비한 파워시프트 변속기를 형성하기 위해, 제2 기어 유닛의 카운터샤프트가 추가로 제2 고정 휠과 회전 불가능하게 연결되어, 변속기에는 1개의 아이들러 휠, 1개의 카운터샤프트, 1개의 클러치 및 1개의 고정 휠로 구성된 제3 기어 유닛이 확충된다. 제3 기어 유닛의 고정 휠은 제2 기어 유닛의 아이들러 휠과 맞물리고, 제2 기어 유닛의 제2 고정 휠은 제3 기어 유닛의 아이들러 휠과 맞물린다. 제2 기어 유닛의 카운터샤프트는 출력 샤프트로서 사용될 수 있는 한편, 오프셋의 형성을 위해 제2 기어 유닛의 제1 고정 휠이 출력 샤프트에 회전 불가능하게 보유된 고정 휠과 상호작용할 수도 있으며, 그로 인해 출력 샤프트는 제2 기어 유닛의 카운터샤프트에 대해 축간 거리를 갖는다.
그 밖의 특징들은 도면 설명을 참조한다.
도 1은 2개의 전진 기어단과 2개의 후진 기어단을 구비한 파워시프트 변속기의 개략도이다.
도 2는 3개의 전진 기어단과 3개의 후진 기어단을 구비한 파워시프트 변속기의 개략도이다.
도 1에서 유체 토크 컨버터(1)는 구동 샤프트(2)를 통해 고정 휠(3)을 구동한다. 고정 휠(3)은 클러치(4)를 통해 아이들러 휠(5)과 회전 불가능하게 연결될 수 있다. 구동 샤프트(2), 고정 휠(3), 클러치(4) 및 아이들러 휠(5)은 전진 기어단 유닛(6)을 형성한다. 카운터샤프트(7), 고정 휠(8), 클러치(9) 및 아이들러 휠(10)은 후진 기어단 유닛(11)을 형성한다. 고정 휠(8)은 고정 휠(3)과 맞물린다. 추가 카운터샤프트(12), 고정 휠(13), 클러치(14) 및 아이들러 휠(15)은 제1 기어 유닛(16)을 형성한다. 출력 샤프트(17), 고정 휠(18), 클러치(19) 및 아이들러 휠(20)은 제2 기어 유닛(21)을 형성한다. 고정 휠(13)은 아이들러 휠(20), 아이들러 휠(10) 및 아이들러 휠(5)과 맞물린다.
전진 주행 방향의 제1 기어단을 시프팅하기 위해, 클러치들(4 및 14)은 폐쇄 방향으로 작동되고, 클러치들(9 및 19)은 개방 방향으로 작동된다. 전진 주행 방향의 제2 기어단을 시프팅하기 위해, 클러치(4)는 폐쇄 방향에 유지되고, 클러치(9)는 개방 방향으로 작동되며, 클러치(19)는 폐쇄 방향으로 작동되고, 클러치(14)는 개방 방향으로 작동된다. 후진 주행 방향의 제1 기어단을 시프팅하기 위해, 클러치(9)는 폐쇄 방향으로 작동되고, 클러치(4)는 개방 방향으로 작동되며, 클러치(14)는 폐쇄 방향으로 작동되고, 클러치(19)는 개방 방향으로 작동된다.
도 2에서 유체 토크 컨버터(1)는 구동 샤프트(2)를 구동한다. 아이들러 휠(5)에 대해 동축으로 배치된 고정 휠(3)이 구동 샤프트(2)와 회전 불가능하게 연결된다. 구동 샤프트(2), 고정 휠(3), 아이들러 휠(5) 및 클러치(4)는 후진 기어단 유닛(11)을 형성한다. 카운터샤프트(7), 고정 휠(8), 클러치(9) 및 아이들러 휠(10)이 전진 기어단 유닛(6)을 형성한다. 추가 카운터샤프트(12), 고정 휠(13), 클러치(14) 및 아이들러 휠(15)은 제1 기어 유닛(16)을 형성한다. 카운터샤프트(22), 고정 휠(18), 클러치(19), 아이들러 휠(20) 및 제2 고정 휠(23)은 제2 기어 유닛(21)을 형성한다. 카운터샤프트(24), 고정 휠(25), 클러치(26), 아이들러 휠(27)은 제3 기어 유닛(28)을 형성한다. 출력 샤프트(17)는 고정 휠(29)과 회전 불가능하게 연결된다. 고정 휠(20)은 고정 휠(25) 및 고정 휠(13)과 맞물린다. 고정 휠(13)은 아이들러 휠(10) 및 아이들러 휠(5)과 맞물린다. 고정 휠(18)은 아이들러 휠(15) 및 고정 휠(29)과 맞물린다. 제2 고정 휠(23)은 아이들러 휠(27)과 맞물린다.
전진 주행 방향의 제1 기어단을 시프팅하기 위해, 클러치들(9, 26)은 폐쇄 방향으로 작동되고, 클러치들(19, 14)은 개방 방향으로 작동된다. 전진 주행 방향의 제2 기어단을 시프팅하기 위해, 클러치들(9, 14)은 폐쇄 방향으로 작동되고, 클러치들(4, 19, 26)은 개방 방향으로 작동된다. 전진 주행 방향의 제3 기어단을 시프팅하기 위해, 클러치들(9, 19)은 폐쇄 방향으로 작동되고, 클러치들(26, 14, 4)은 개방 방향으로 작동된다. 후진 주행 방향의 제1 기어단을 시프팅하기 위해, 클러치들(4, 26)은 폐쇄 방향으로 작동되고, 클러치들(9, 14, 19)은 개방 방향으로 작동된다. 후진 주행 방향의 제2 기어단을 시프팅하기 위해, 클러치들(4, 14)은 폐쇄 방향으로 작동되고, 클러치들(9, 19, 26)은 개방 방향으로 작동된다. 후진 주행 방향의 제3 기어단을 시프팅하기 위해, 클러치들(4, 19)은 폐쇄 방향으로 작동되고, 클러치들(9, 14, 26)은 개방 방향으로 작동된다.
카운터샤프트(22)가 출력 샤프트로 사용될 수도 있으며, 이로써 출력 샤프트(17) 및 고정 휠(29)이 생략된다. 따라서, 오직 추가 고정 휠(23), 카운터샤프트(24), 고정 휠(25), 클러치(26) 및 아이들러 휠(27) 만을 사용하여, 2개의 전진 주행 방향 기어 및 2개의 후진 주행 방향 기어를 구비한 파워시프트 변속기로부터 3개의 전진 주행 방향 기어 및 3개의 후진 주행 방향 기어를 구비한 파워시프트 변속기를 제공할 수 있게 된다.
1 유체 토크 컨버터
2 구동 샤프트
3 고정 휠
4 클러치
5 아이들러 휠
6 전진 기어단 유닛
7 카운터샤프트
8 고정 휠
9 클러치
10 아이들러 휠
11 후진 기어단 유닛
12 추가 카운터샤프트
13 고정 휠
14 클러치
15 아이들러 휠
16 제1 기어 유닛
17 출력 샤프트
18 고정 휠
19 클러치
20 아이들러 휠
21 제2 기어 유닛
22 카운터샤프트
23 제2 고정 휠
24 카운터샤프트
25 고정 휠
26 클러치
27 아이들러 휠
28 제3 기어 유닛
29 고정 휠

Claims (13)

  1. 토크 컨버터(1)와, 구동 샤프트(2)와, 출력 샤프트(17)와, 그리고 상기 샤프트들에 분포된 아이들러 휠들(5, 10, 15, 20, 27), 고정 휠들(3, 8, 13, 18, 23, 25, 29) 및 시프팅 클러치들(4, 9, 14, 19, 26)을 가진 복수의 카운터샤프트(7, 12, 22, 24)를 구비하고 3개의 전진 기어단 및 3개의 후진 기어단을 포함하는, 작업 기계를 위한 다단 파워시프트 변속기에 있어서,
    구동 샤프트(2)는 고정 휠(3)과 회전 불가능하게 연결되고, 상기 고정 휠(3)은 고정 휠(8), 클러치(9) 및 아이들러 휠(10)로 구성된 전진 기어단 유닛(6)의 고정 휠(8)과 맞물리며, 구동 샤프트(2)의 고정 휠(3)은 구동 샤프트(2)의 고정 휠(3)에 대해 동축으로 배치된 아이들러 휠(5) 및 클러치(4)와 함께 후진 기어단 유닛(11)을 형성하며, 추가의 제1 카운터샤프트(12)가 고정 휠(13)과 회전 불가능하게 연결되며, 상기 고정 휠(13)의 일측은 구동 샤프트(2)의 고정 휠(3)에 대해 동축으로 배치된 아이들러 휠(5)과 맞물리고, 타측은 전진 기어단 유닛(6)의 아이들러 휠(10)과 맞물리며, 추가의 제1 카운터샤프트(12)의 고정 휠(13)은 상기 고정 휠(13)에 대해 동축으로 배치된 아이들러 휠(15) 및 클러치(14)와 함께 제1 기어 유닛(16)을 형성하며, 추가의 제2 카운터샤프트(22)는 제1 고정 휠(18)과 회전 불가능하게 연결되고, 상기 고정 휠(18)은 제1 기어 유닛(16)의 아이들러 휠(15)과 맞물리며, 추가의 제2 카운터샤프트(22)의 제1 고정 휠(18)은 제2 고정 휠(23)과, 클러치(19)와, 상기 제1 고정 휠(18) 및 제2 고정 휠(23)에 대해 동축으로 배치된 아이들러 휠(20)과 함께 제2 기어 유닛(21)을 형성하며, 상기 제2 기어 유닛(21)의 아이들러 휠(20)은 제1 기어 유닛(16)의 고정 휠(13)과 맞물리며, 제2 기어 유닛(21)의 제2 고정 휠(23)은 제3 기어 유닛(28)의 아이들러 휠(27)과 맞물리며, 제2 기어 유닛(21)의 아이들러 휠(20)은 제3 기어 유닛(28)의 고정 휠(25)과 맞물리며, 아이들러 휠(27), 클러치(26), 고정 휠(25) 및 추가의 제3 카운터샤프트(24)가 제3 기어 유닛(28)을 형성하며, 출력 샤프트(17)는 고정 휠(29)과 회전 불가능하게 연결되며, 상기 고정 휠(29)은 제2 기어 유닛(21)의 제1 고정 휠(18)과 맞물리는 것을 특징으로 하는, 다단 파워시프트 변속기.
  2. 제1항에 있어서, 후진 기어단 유닛(11)의 클러치(4)에 의해 후진 기어단 유닛(11)의 고정 휠(3)이 후진 기어단 유닛(11)의 아이들러 휠(5)과 연결될 수 있고, 전진 기어단 유닛(6)의 클러치(9)에 의해 전진 기어단 유닛(6)의 고정 휠(8)이 전진 기어단 유닛(6)의 아이들러 휠(10)과 연결될 수 있으며, 제1 기어 유닛(16)의 클러치(14)에 의해 제1 기어 유닛(16)의 고정 휠(13)이 제1 기어 유닛(16)의 아이들러 휠(15)과 연결될 수 있으며, 제2 기어 유닛(21)의 클러치(19)에 의해 제2 기어 유닛(21)의 고정 휠(18, 23)이 제2 기어 유닛(21)의 아이들러 휠(20)과 연결될 수 있으며, 제3 기어 유닛(28)의 클러치에 의해 제3 기어 유닛(28)의 고정 휠(25)이 제3 기어 유닛(28)의 아이들러 휠(27)과 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는, 다단 파워시프트 변속기.
  3. 제2항에 있어서, 전진 기어단 유닛(6)의 클러치(9) 및 제3 기어 유닛(28)의 클러치(26)가 폐쇄되고, 후진 기어단 유닛(11)의 클러치(4) 및 다른 클러치들이 개방됨으로써 전진 주행 방향의 제1 기어단이 시프팅되는 것을 특징으로 하는, 다단 파워시프트 변속기.
  4. 제2항에 있어서, 전진 기어단 유닛(6)의 클러치(9) 및 제1 기어 유닛(16)의 클러치(14)가 폐쇄되고, 다른 클러치들이 개방됨으로써 전진 주행 방향의 제2 기어단이 시프팅되는 것을 특징으로 하는, 다단 파워시프트 변속기.
  5. 제2항에 있어서, 전진 기어단 유닛(6)의 클러치(9) 및 제2 기어 유닛(21)의 클러치(19)가 폐쇄되고, 다른 클러치들이 개방됨으로써 전진 주행 방향의 제3 기어단이 시프팅되는 것을 특징으로 하는, 다단 파워시프트 변속기.
  6. 제2항에 있어서, 후진 기어단 유닛(11)의 클러치(4) 및 제3 기어 유닛(28)의 클러치(26)가 폐쇄되고, 다른 클러치들이 개방됨으로써 후진 주행 방향의 제1 기어단이 시프팅되는 것을 특징으로 하는, 다단 파워시프트 변속기.
  7. 제2항에 있어서, 후진 기어단 유닛(11)의 클러치(4) 및 제2 기어 유닛(21)의 클러치(19)가 폐쇄되고, 다른 클러치들이 개방됨으로써 후진 주행 방향의 제3 기어단이 시프팅되는 것을 특징으로 하는, 다단 파워시프트 변속기.
  8. 제1항에 있어서, 작업 기계는 지게차인 것을 특징으로 하는, 다단 파워시프트 변속기.
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