KR19980024317A - 변속 기어박스의 변속장치 - Google Patents

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마르틴 슈텐겔
귄터 뵈르너
지브 카르니
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다임러-벤츠 아크티엔게젤샤프트, 클라우스 바이쓰
다임러-벤츠 아크티엔게젤샤프트
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Abstract

변속 기어박스의 기어 변속장치에서, 하우징에 대해 축방향으로만 움직일 수 있도록 배열된 액츄에이터, 선택 액츄에이터, 변속 액츄에이터, 회전운동을 왕복운동으로 전환하기 위한 보조 변속기, 선택 액츄에이터에 연결된 브레이크와 연결 및 분리가 가능한 로킹 장치는, 세 액츄에이터 중 두 액츄에이터가 서로서로에 대한 운동에 의해 고정 배치되고 보조 변속기에 의해 제 3 액츄에이터에 연결되도록 배열되고, 선택 액츄에이터는 하우징에 대해 회전할 수 있게 고정되거나 축방향으로 움직일 수 없게 고정된다.

Description

변속 기어박스의 변속장치
본 발명은 청구항 1의 서두에 따른 변속 기어박스를 위한 변속장치에 관련된다.
전술한 유형의 기어-변속 장치는, 구 독일특허출원 196 10 104.2의 주제이다.
상기 변속장치에서, 선택 제어 슬리브는 변속제어 샤프트와 중심이 같게 배치되고 게이트/게이트 핀의 형태로 보조 변속기에 의해 변속 제어 샤프트에 연결되고, 변속 제어 샤프트는 막대모양의 액츄에이터에 의해 축방향의 피스톤 형태인 가압매체 서보모터에 연결되고, 전자석은 선택제어 슬리브에 작용하는 브레이크를 작동하는데 사용된다. 선택 제어 슬리브는 중심축의 종방향으로 하우징에 대해 움직일 수 없게 고정되고, 변속 제어 샤프트는 하나 또는 두 기어를 변속하기 위해 각 변속 게이트에 정해진 회전각 위치로 래치에 의해 고정된다. 구 특허출원에 따른 기어-변속 장치에서, 변속제어 샤프트가 중간 위치 둘레에서 왕복운동하는 선형 작동 운동을 수행하도록 함으로써 적어도 하나의 중간 기어를 건너뛰어서 중간 위치를 통과할 때 작동 제어 슬리브의 브레이크를 교대로 연결 및 분리시킨다. 기어를 건너뛸 때, 변속 제어 샤프트에 의해 기어에 부여된 동기화 장치 사이의 충격을 줄이기 위해서 변속 제어 샤프트는 일정한 자유 운동을 한다.
DE 41 37 142 A1 에서는, 회전운동을 왕복운동으로 전환하는 나선형 기어조합에 의해 전기 모터가 기어-변속 막대에 연결되는, 다른 유형의 기어-변속 장치를 발표했는데, 상기 기어변속 막대는, 그것이 브레이크의 연결 위치에서 축방향으로만 움직일 수 있도록 배치되지만, 브레이크가 분리된 위치에서는 하우징에 대하여 축방향으로 움직일 수 있고 회전할 수 있도록 배치된다. 기어-변속 막대는, 반대 방향으로 브레이크에 연결되고 분리될 수 있는 결합부품에 의해 전기 모터의 모터 샤프트에 직접 연결된다. 선택과 변속 사이의 전환시, 결합 부품과 브레이크는 거꾸로 배치되어야 하고 전기 모터는 정지되어야 한다.
DE 43 09 027 A1 은 또다른 유형의 기어-변속 장치를 나타내는데, 여기에서, 가압-매체 실린더에 대하여 회전할 수 있고 축방향으로 움직일 수 있게 배치된 기어-변속 샤프트는, 기어를 변속하기 위해 기어-변속 샤프트의 방향으로 직접 가압-매체 실린더의 제 1 축방향 피스톤에 의해 가동될 수 있다.
왕복운동을 기어-변속 샤프트 축에 대한 회전 운동으로 전환하기 위한 보조 변속기의 도움으로, 가압-매체 실린더의 제 2 축방향 피스톤은, 기어-변속 샤프트가 변속 게이트를 선택하기 위해 회전운동을 수행하도록 한다.
본 발명의 목적은, 변속 액츄에이터의 특정 자유 운동없이 현 기어에서 새 기어로 변속할 때 전술한 유형의 기어-변속 장치가 적어도 하나의 중간 기어를 건너 뛰는 것이다. 이 목적은 본원 청구항 1에서 설명한 특징에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 기어-변속 장치에서, 새 기어와 관련된 회전-각 위치로 작동될 때, 변속 액츄에이터는 하우징의 중심축 종방향으로 고정장치에 의해 비가동 상태로 고정되어 유지되어서, - 변속 작용동안 동기화 장치 사이의 충격을 줄이기 위해서 - 변속 액츄에이터의 특정 자유 운동은 요구되지 않는다. 왜냐하면 새 회전각 위치를 선택하는데 필요한 선형 운동은, 하우징에 대해 축방향으로만 움직일 수 있도록 배치된 제 3 액츄에이터에 의해서만 실행된다.
종속항 2항에서 4항, 8항과 9항은 본 발명에 따른 기어-변속 장치의 유리한 구성에 관련된다.
종속항 5항에서 7 항은 본 발명에 따른 기어-변속 장치의 유리한 실시예에 관련된다.
본 발명은 도면에 나타낸 세가지 실시예에 의해 상세하게 설명된다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기어-변속 장치를 나타낸 도면으로, 중심축을 포함한 축방향 단면의 형태로 나타내었다.
도 2 는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기어-변속 장치를 나타낸 도면으로, 중심축을 포함한 축방향 단면의 형태로 나타내었다.
도 3 은 도 2 의 III-III선을 따라서 본 기어-변속 장치의 횡단면도.
도 4 는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 기어-변속 장치를 나타낸 도면인데, 중심축을 포함한 일부 단면을 나타내었다.
도 5 는 도 4 의 V-V 선을 따라서 본 기어-변속 장치의 일부 종방향 단면도.
도 6 은 본 발명에 따른 기어-변속 장치에서 변속 액츄에이터의 작동에 대한 기어-변속 다이어그램.
* 부호설명
8 ... 하우징 9 ... 변속 액츄에이터
10 ... 선택 액츄에이터 12 ... 로킹 장치
13 ... 브레이크 14 ... 보조 변속기
15 ... 변위센서 17, 28 ... 서보 모터
18 ... 브레이크 연결부재 19 .. 로킹 연결부재
21, 22, 23 ... 그루브 24 ... 차동레버
25, 26 ... 링크장치 29 ... 피스톤
31 ... 안내장치 33 ... 벌지(buldge)
아래에서는 본 발명에 따른 기어-변속 장치에 대해 도 1 에서 5에 나타낸 세가지 실시예를 설명한다;
샤프트의 형태인, 변속 액츄에이터(9), 중공 샤프트난 슬리브 형태인 선택 액츄에이터(10), 막대형 액츄에이터(11)와 복동식 축방향 피스톤(29)을 갖춘 가압 매체 서보 모터(28)는 변속 기어박스 하우징(8)의 중심축과 동축으로 배치된다.
변속 액츄에이터(9)는 선택 액츄에이터(10)에 대한 운동에 의해 고정되도록, 또는 일체형으로 만들어진다. 왕복운동을 회전운동으로 전환하기 위한 나선형 기어조합의 형태인 보조 변속기(14)에 의해, 선택 액츄에이터(10)는 액츄에이터(11)에 연결되는데 상기 액츄에이터(11)는, 그것이 하우징(8)에 대해 축방향으로만 움직일 수 있도록, 축방향 피스톤(29)을 향한 운동에 의해 일부 고정되어 연결되도록 배치된다.
변속 액츄에이터(9)는 회전각 위치(도 3)로 작동될 수 있는데, 선택 액츄에이터(10)의 외주상에 축방향 그루브(21)는 하우징(8)의 기준면(30-30)에 놓이는데, 상기 기준면은 중심축(7-7)을 포함한다. 중심축(7-7)의 방향으로 회전각 위치에 변속 액츄에이터(9)를 작동함으로써 전지기어(3,4)가 연결되거나 분리되도록 축방향 그루브(21)는 전진 기어(3,4)를 선택적으로 연결하기 위해 변속 게이트(3-4)에 배정된다.
변속 액츄에이터(9)는 다른 회전각 위치(도 3)로 작동될 수 있는데, 선택 액츄에이터(10)의 외주상에 축방향 그루브(22)는 기준면(30-30)에 놓인다. 중심축(7-7)의 방향으로, 회전각 위치에 놓인, 변속 액츄에이터(9)를 작동함으로써 전진 기어(1,2)가 연결 및 분리되도록 축방향 그루브(22)는 전진기어(1,2)를 선택적으로 변속하기 위해 변속 게이트(1-2)에 놓인다.
변속 액츄에이터(9)는 제 3 회전각 위치(도 3)로 작동될 수 있는데, 선택 액츄에이터(10)의 외주에서 축방향 액츄에이터(10)의 외주에서 축방향 그루브(23)는 기준면(30-30)에 놓인다. 중심축(7-7) 방향으로, 회전각 위치에 놓인 변속 액츄에이터(9)를 작동함으로써, 전진기어(5,6)가 연결 및 분리되도록 축방향 그루브(23)는 전진기어(5,6)를 선택적으로 변속하기 위해 변속 게이트(5-6)에 부여된다.
변속 액츄에이터(9)를 각각의 회전각 위치로 작동하기 위해서, 분리 및 연결이 가능한 로킹 장치(12)에 의해 중심축(7-7)의 방향으로, 선택 액츄에이터(10)는 하우징(8)에 대해 고정되고, 축방향으로만 움직일 수 없도록 선택 액츄에이터가 고정되게 선택 액츄에이터(10)의 외주에서 원주 그루브(20)에 로킹 연결부재(19)가 연결된다.
기어를 변속하기 위해 중심축(7-7)의 방향으로 변속 액츄에이터(9)를 작동하기 위해서, 로킹 장치(12)는 분리되고 선택 액츄에이터(10)에 연결된 브레이크(13)는 연결되고, 브레이크 연결 부재(18)는 선택 액츄에이터(10)에 대해 회전할 수 있게 고정되지만 축방향으로 움직일 수 없게 기준면(30-30)에 각각 놓인 축방향 그루브(21, 22, 23)로 통과한다.
축방향 피스톤(29)은 왕복운동 위치(16)를 가지고, 비작동 위치에서 변속 액츄에이터(9)는 정지위치(16)에 놓이고, 도 6에 나타낸 중립 선택 게이트 0-0과 변속 게이트 3-4 사이에서 변이될 때 귀환 스프링에 의해 중심에 배치된다. 정지 위치(16*)에서 변속 액츄에이터(9)는 변환 게이트(3-4)의 회전-각 위치에 놓이고, 브레이크 연결 부재(18)는 관련된 축방향 그루브(21)로 통과한다.
로킹장치(12)와 브레이크(13)가 축방향 피스톤(29)의 왕복운동 위치(16)에서만 작동되도록, 왕복운동 위치(16)를 나타내는 변위 센서(15)는, 브레이크(13)의 서보모터(17)를 제어하는 장치와 결합된다.
도 1에 따른 기어-변속 장치의 제 1 실시예에서, 로킹 장치(12)의 원주 그루브(20)는, 중심축(7-7)의 종방향으로 브레이크(13)의 축방향 그루브(21-23)에 대해 갈라지고, 브레이크 연결부재(18)는, 중심 영역에서 하우징(8)에 대해 관절식으로 연결된 차동 레버(24)를 수단으로 로킹 연결 부재(19)에 연결된다.
도 2 와 3 에 나타낸 기어-변속 장치의 제 2 실시예에서, 로킹 장치(12)의 원주 그루브(20)는, 중심축(7-7)에 대해, 브레이크(13)의 축방향 그루브(21-23)와 정반대쪽에 배치되고, 브레이크 연결부재(18)와 로킹연결 부재(19)는, 선택 액츄에이터(10)를 에워싸는 후프모양의 링크장치(25,26)에 의해 서로 연결되고, 상기 링크 장치는 하우징(8)으로 운동에 의해 고정된 플임 형태의 안내 장치(31)에서 기준면(30-30)과 평행하게 움직이도록 안내된다.
도 4 에 나타낸 기어-변속 장치의 제 3 실시예에서, 로킹장치(12)의 원주 그루브(20)와 브레이크(13)의 축방향 그루브(21-23)는 선택 액츄에이터(10)의 기준면(27-27)에 대해 중심에 배치되는데, 상기 평면은 중심축(7-7)과 직각을 이룬다. 축방향 그루브(21-23)는 원주 그루브(20)에 의해 덮힌 회전각 영역내에 배치되는데, 위치(32*)는 회전-각 영역의 곡선 크기에 해당하는 활줄 길이를 나타낸다.
원주 그루브(20)는 축방향 그루브(21-23)에 대해 방사상으로 바깥쪽으로, 선택 액츄에이터(10)의 방사상 벌지(33)에 배치된다. 브레이크(13)의 브레이크 연결부재(18)와 로킹 장치(12)의 로킹 연결부재(19)는 공통 연결부재(18,19)를 형성하도록 구조적으로 결합되고, 링크장치(34)에 의해 원주 그루브(20) 또는 축방향 그루브(21-23)에 교대로 연결될 수 있고, 브레이크(13)의 서보모터(17)에 연결된다.
기어-변속 장치의 세 실시예에서, 선택 액츄에이터(10)가 하우징(8)에 대해 회전할 수 있게 고정되거나 축방향으로 움직일 수 없게 배치되도록 로킹 장치(12), 브레이크(13) 및 서보모터(17) 사이에서 링크장치로 결합된다.
본 발명에 따른 기어-변속 장치의 작동방법은 기어-변속 시퀀스를 참고로 아래에서 설명된다.
제 2 기어에서 제 3 기어로 변속할 때, 변속 액츄에이터(9)는 회전-각 위치에 놓이는데 변환 게이트(12)에 배정된 축방향 그루브(22)는 기준면(30-30)에 배치되고 브레이크 연결 부재(18)를 수용할 수 있다. 서보 모터(28)를 왕복운동 위치(16)로 작동함으로써, 제 2 기어는 분리되고 변속 액츄에이터(9)는 중심축(7-7) 방향으로 변속 게이트(0-0)로 움직인다.
왕복운동 위치(16)에 도달하자마자, 변위 센서(15)는 브레이크(13)의 서보모터(17)를 전화하여서, 선택 액츄에이터(10)는 로킹 장치(12)에 의해 하우징(8)에 대해 중심축(7-7)의 종방향으로 고정된다. 서보모터(28)에 의해 액츄에이터(11)의 연속 제어작동은, 회전각 위치로 변속 액츄에이터(9)의 회전운동을 일으키는데 변환 게이트(3-4)에 부여된 축방향 그루브(21)는 기준면 30-30에 놓인다. 변속 액츄에이터(9)가 회전-각 위치에 도달했을 때, 서보모터(17)는 다시 전환되어서, 브레이크 연결 부재(18)는 축방향 그루브(21)에 연결되고 로킹연결 부재(19)는 원주 그루브(20)에서 분리된다. 서보모터(17)가 이 위치에 도달했을 때, 변속 액츄에이터(9)는, 선택 게이트(0-0)너머, 중심축(7-7)방향으로 서보모터(28)에 의해 작동되어서 제 3 기어는 연결된다.
본 발명에 따르면, 변속 액츄에이터의 특정 자유 운동없이 현 기어에서 새 기어로 변속할 때 기어-변속 장치는 적어도 하나의 중간 기어를 건너뛸 수 있다.

Claims (9)

  1. - 하우징의 중심축에 대해 회전할 수 있고 축방향으로 움직일 수 있게 정렬된 변속 액츄에이터를 포함하고,
    - 중심축과 동축을 가지고 하우징에 대해 회전할 수 있게 정렬된 선택 액츄에이터를 포함하고,
    - 중심축과 동축을 가지고 하우징에 대해 축방향으로만 움직일 수 있도록 정렬된 액츄에이터를 포함하고,
    - 중심축의 종방향으로 하우징에 대해 선택 액츄에이터를 고정하기 위한 장치를 포함하고,
    - 중심축의 원주 방향으로 하우징에 대해 선택 액츄에이터를 고정하기 위한 연결 및 분리가능한 브레이크를 포함하고,
    - 왕복 운동을 회전 운동으로 전환하기 위한 보조 변속기를 포함하고, 여기에서 중심축의 종방향으로, 서로에 대한 운동에 의해 고정되도록 상기 세 액츄에이터 중 두 액츄에이터가 정렬되고 보조 변속기에 의해 제 3 액츄에이터에 연결되는 변속 기어박스의 기어-변속 장치에 있어서,
    선택 액츄에이터(10)는 원주 방향으로만 또는 중심축(7-7)의 종방향으로만 교대로 하우징(8)에 대해 고정될 수 있도록 연결 및 분리가능한 로킹장치(12)는 선택 액츄에이터(10)와 브레이크(13)에 연결되고, 하우징(8)에 대해 축방향으로만 움직일 수 있도록 정렬된 액츄에이터(11)에 보조 변속기(14)에 의해 선택 액츄에이터(10)가 연결되는 것을 특징으로 하는 기어-변속 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 나선형 기어조합은 보조 변속기(14)에 사용되는 것을 특징으로 하는 기어-변속 장치.
  3. 제 1 항 또는 2항에 있어서, 센서(15)는, 하우징(8)에 대해 축방향으로만 움직일 수 있도록 정렬된 액츄에이터(11)의 중간 위치(16)에 대해 사용되고 브레이크(13)가 액츄에이터(11)의 위치(16)에서만 연결되고 분리될 수 있도록 브레이크(13)를 작동하는 서보모터(17)와 상호작용하는 것을 특징으로 하는 기어-변속 장치.
  4. 제 1 항에서 3항중 한항에 있어서, 선택 액츄에이터(10)는 중심에 중심축(7-7)을 가지는 원주 그루브(20)를 포함하고, 로킹장치(12)의 로킹연결 부재(19)가 연결될 수 있고, 상기 부재는 브레이크(13)의 연결 및 분리가 가능한 브레이크 연결부재(18)에 대한 운동으로 고정 배치되는 것을 특징으로 하는 기어-변속 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 원주 그루브(도 1에서 20)는 선택 액츄에이터(10)의 축방향 그루브(21-23)에 대해 중심축(7-7)의 종방향으로 나란히 놓이고 축방향 그루브에 브레이크 연결부재(18)는 연결될 수 있고, 하우징(8)에 대해 회동할 수 있게 중심영역에 장착된 차동 레버(24)를 수단으로 브레이크 연결부재(18)와 로킹 연결부재(19)가 연결되는 것을 특징으로 하는 기어-변속 장치.
  6. 제 4 항에 있어서, 중심축(7-7)에 대해, 원주 그루브(도 2와 3에서 20)는 선택 액츄에이터(10)의 축방향 그루브(21-23)와 정반대에 정렬되고, 축방향 그루브에서 브레이크 연결부재(18)는 연결될 수 있고, 브레이크 연결부재(18)와 로킹연결 부재(19)는 선택 액츄에이터(10)를 둘러싸고 있는 적어도 하나의 후프 형태의 링크 장치(25,26)에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 기어-변속 장치.
  7. 제 4 항에 있어서, 축방향 그루브에서 브레이크 연결부재(18)가 연결될 수 있고, 선택 액츄에이터(10)의 축방향 그루브(21-23)와 원주 그루브(도 4와 5에서 20)는 선택 액츄에이터(10)의 기준면(27-27)에 대해 중심에 배치되고, 기준면(27-27)은 중심축(7-7)과 직각을 이루고, 축방향 그루브(21-23)는 원주 그루브(20)에 의해 덮힌 회전-각 영역내에 놓이고, 원주 그루브(20)는 축방향 그루브(21-23)에 대해 방사상으로 바깥쪽으로 배치되고 공통의 연결부재(18)(19)가 브레이크 연결부재(18) 및 로킹 연결부재(19)를 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 기어-변속 장치.
  8. 제 1 항에서 7 항중 한항에 있어서, 하우징(8)에 대해 축방향으로만 움직일 수 있도록 배치된 액츄에이터(11)는 축방향-피스톤의 가압-매체 서보모터(28)에 연결되는 것을 특징으로 하는 기어-변속 장치.
  9. 제 3 항에서 8항중 한항에 있어서, 전자석은 브레이크(13)의 서보모터(17)를 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 기어-변속 장치.
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