KR20120039732A

KR20120039732A - 유압 변속기

Info

Publication number: KR20120039732A
Application number: KR1020127004786A
Authority: KR
Inventors: 위르겐 레그너
Original assignee: 젯트에프 프리드리히스하펜 아게
Priority date: 2004-09-15
Filing date: 2005-07-06
Publication date: 2012-04-25
Also published as: KR20070057875A; ATE391871T1; US7614226B2; KR101262394B1; WO2006029664A1; DE502005003675D1; JP2008513692A; JP4813491B2; US20070295006A1; JP2011144930A; CN101018964A; JP5297483B2; CN101018964B; ES2303684T3; EP1789706A1; DE102004044510A1; EP1789706B1

Abstract

본 발명은 유성기어장치(summarizing transmission)를 통해 구동축(3)과 결합된 제1 유압 엔진(hydroengine)(1) 및 제2 유압 엔진(4)을 구비한 유압 변속기에 관한 것이다. 구동축의 최소 및 최대 속도을 달성하기 위해 이 유압 엔진은 한편으로 전동식 밸브(9, 17)를 통해 그 엔진 행정용적 조절이 가능하며 다른 한편으로는 유압 펌프의 공급관(7) 및 흡입관(8)에 연결 또는 분리가 가능하다.

Description

유압 변속기{HYDRAULIC TRANSMISSION}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 설명한 유압 변속기에 관한 것이다.

이러한 유형의 변속기는, 유성기어장치를 통해 연결되고 구동축을 구동하는 적어도 두 개의 유압 엔진을 포함한다.

독일 특허 공보 DE 39 07 633 C2에는 제1 유압 엔진 및 제2 유압 엔진을 구비한 무단 조절식 정유압 변속기가 공개되어 있는데, 이 유압 엔진은 유성기어장치를 통해 연결되며 차량의 구동 휠과 연결된 구동축을 구동한다. 서로 다른 속도 범위에서 주행할 수 있도록, 유압 엔진의 행정용적이 조절 가능한 형태로 실시되며 이 유압 엔진은 구동축의 동력 흐름으로부터 완전히 분리될 수 있다.

유럽 특허 공보 EP 0 483 543 B1에는 유성기어장치를 통해 연결되며 스위칭 가능한 복수의 감속비로 구동축을 구동하는 적어도 두 개의 유압 엔진을 포함하는 정유압식 변속기가 공개되어 있다. 서로 다른 속도 범위에서 주행할 수 있도록, 유압 엔진의 행정용적이 조절 가능한 형태로 실시되며 이 유압 엔진은 서로 다른 감속단과 결합할 수 있다.

본 발명의 목적은, 유성기어장치를 통해 연결되며 구동축을 구동하는 적어도 두 개의 유압 엔진을 포함하는 유압 변속기를 제공하는 것으로써, 이러한 변속기에서는 하나의 유압 엔진의 행정용적이 조절 가능하며 유압 변속기의 구동이 간단하고 저비용으로 실시된다.

이 목적은 청구항 1의 특징을 구비한 이러한 유형의 유압 변속기를 통해 달성된다.

본 발명에서는 유압 엔진이 전동식 밸브를 통해 유압식으로 가압 매체원으로부터 분리되며, 이를 통해 이 유압 엔진의 가압 매체 공급라인 및 가압 매체 환류라인이 가압 매체 용기와 연결된다. 유압 엔진이 제로의 행정용적으로 가동되는 경우에만 이 밸브가 연결되며, 전동식 밸브를 사용하는 것이 가능한데, 그 이유는 이런 가동 상태에서는 밸브를 통해 큰 가압 매체 흐름을 공급하거나 차단할 필요가 없기 때문이다. 이로 인해 차단 장치는 약한 변속력(shift force)를 필요로 하며 따라서 직접 전동식 밸브를 통해 구동될 수 있다. 바람직하게도 전동식 밸브는 적어도 하나의 스위칭 솔레노이드를 통해 작동될 수 있다.

본 발명의 다른 실시 형태에서는 전기 공급 상태에서 유압 엔진이 가압 매체원과 연결되도록 전동식 밸브가 스프링에 의해 개폐된다. 전동식 밸브의 무전류 개폐를 통해 유압 모터가 유압 펌프로부터 분리될 수 있다.

본 발명의 다른 실시 형태에서는, 유압 모터의 행정용적 조절장치가 유압 모터의 행정용적을 조절하는 실린더 피스톤 장치를 구동하는 전동식 밸브로 이루어짐으로써 유압 엔진의 유압 조절도 단순화된다. 밸브 전단과 후단의 고압이 밸브 피스톤에 영향을 미치지 않으므로, 약한 작동력으로도 충분하다. 직접 밸브 게이트에 작용하는 전동식 밸브의 사용을 통해 제어가 단순화되며 조절 정확도가 개선되는데, 그 이유는 유압 밸브에서 예를 들어 파일럿 밸브(pilot valve)와 같은 공차에 민감한 부재가 사용되지 않기 때문이다.

본 발명의 다른 실시 형태에서는 유압 엔진이, 바람직하게도 행정용적 조절을 위한 조절 실린더가 크랭크 샤프트에 배치되는 레이디얼 피스톤 엔진(radial piston engine)으로 이루어진다. 이로 인해 조절 실린더 및 따라서 조절 체적 흐름이 적다. 유압 엔진에 의해 발생한 고압이 조절 밸브에 영향을 미치지 않고 따라서 작동력이 적다. 이로써 이 밸브의 일차 제어(precontrol)가 필요치 않으며 밸브를 전동식으로 실시하는 것이 가능하다. 본 발명의 다른 실시 형태에서는 엔진의 행정용적 조절을 위한 이 전동식 밸브의 밸브 피스톤이 직접 비례 솔레노이드를 통해 제어된다.

다른 특징은 도면 설명을 통해 기술된다.

본 발명의 실시 형태에 의하면, 유압 모터의 행정용적 조절장치가 유압 모터의 행정용적을 조절하는 실린더 피스톤 장치를 구동하는 전동식 밸브로 이루어짐으로써 유압 엔진의 유압 조절도 단순화된다. 밸브 전단과 후단의 고압이 밸브 피스톤에 영향을 미치지 않으므로, 약한 작동력으로도 충분하다. 직접 밸브 게이트에 작용하는 전동식 밸브의 사용을 통해 제어가 단순화되며 조절 정확도가 개선되는데, 그 이유는 유압 밸브에서 예를 들어 파일럿 밸브(pilot valve)와 같은 공차에 민감한 부재가 사용되지 않기 때문이다.

본 발명의 실시 형태에 의하면, 유압 엔진이, 바람직하게도 행정용적 조절을 위한 조절 실린더가 크랭크 샤프트에 배치되는 레이디얼 피스톤 엔진(radial piston engine)으로 이루어진다. 이로 인해 조절 실린더 및 따라서 조절 체적 흐름이 적다. 유압 엔진에 의해 발생한 고압이 조절 밸브에 영향을 미치지 않고 따라서 작동력이 적다. 이로써 이 밸브의 일차 제어(precontrol)가 필요치 않으며 밸브를 전동식으로 실시하는 것이 가능하다.

도면은 다음과 같다.
도 1은 스위칭이 불가능한 유성기어장치를 구비한 유압 변속기를 나타낸다.
도 2는 스위칭이 가능한 유성기어장치를 구비한 유압 변속기를 나타낸다.

도 1:

제1 유압 엔진(1)은 그 행정용적(displacement) 조절이 가능한 형태로 실시되며 제1 감속단(2)을 통해 구동축(3)을 구동한다. 제2 유압 엔진(4)은 그 행정용적 조절이 가능한 형태로 실시되며 제2 감속단(5)을 통해 구동축(3)을 구동한다. 조절식 유압 펌프(6)가 회전 방향에 따라서 공급관(7) 및 흡입관(8)을 포함한다. 전동식 밸브(9)가 전기 공급 상태에서 스위칭 솔레노이드(10)를 통해 공급관(7)을 가압 매체 공급라인(11)과 연결하고 흡입관(8)을 가압 매체 환류라인(12)에 연결한다. 스위칭 솔레노이드(10)에 전기가 공급되지 않는 경우에는, 스프링(13)이 밸브를 다른 스위칭 위치로 밀게 되는데, 이 위치에서는 가압 매체 공급라인(11) 및 가압 매체 환류라인(12)이 가압 매체 용기(14)와 연결되며, 최소 압력을 유지하기 위해 바람직하게도 가압 매체 용기(14)와 가압 매체 공급라인(11) 및 가압 매체 환류라인(12) 사이에 스로틀(throttle)(15)이 배치된다. 바람직하게도 전동식 밸브(9)는, 제1 유압 엔진(1)이 거의 제로인 크리프 용적(creep volume)을 갖는 경우에만 작동한다. 이로써 거의 가압 매체 흐름이 밸브(9)를 통과하여 흐르지 않는 것이 보장되며, 따라서 밸브(9) 작동 시 큰 가압 매체 흐름이 인가되거나 차단될 필요가 없다. 이로 인해 밸브(9)의 작동이 전동식으로 가능하다.

행정용적 조절장치(16, 17)가 엔진의 행정용적을 조절하므로, 제1 유압 엔진(1) 및 제2 유압 엔진(4)은 그 행정용적 조절이 가능한 형태로 실시된다. 행정용적 조절장치(16, 17)는 원칙적으로 동일한 구조를 가지므로, 하나의 행정용적 조절장치에 대해서만 설명한다. 전동식으로 조절 가능한 밸브(18)가 바람직하게도 비례 밸브(19)를 포함하므로, 조절 실린더(20)가 비례 밸브(19)에 공급된 전류에 상응하게 조절될 수 있다. 레이디얼 유압 엔진의 사용 시 조절 실린더(20)를 크랭크 샤프트에 배치하는 것이 가능하므로, 작은 직경을 유지할 수 있고 유압 엔진의 고압에 의한 복원력이 절대 전동식 밸브(17)에 작용하지 않는다. 따라서 전동식 밸브(17)를 전기 구동식으로 실시하는 가능성이 제공된다. 조절 실린더(20)를 구동하기 위해, 항상 밸브(21)를 통해 유압 펌프(6)의 고압이 전동식 밸브(17)에 공급된다. 전동식 밸브(17, 9)의 사용으로 인해 유압 제어장치가 간단하고 저비용으로 설계될 수 있고 공차가 일차 제어 밸브에 부정적 영향을 미치지 않으므로 유압 제어의 정확성이 개선된다.

유압 변속기가 저속 및 높은 토크에서 가동되며, 전동식 밸브(9)가 전류 공급 상태에 있게 되고, 이로 인해 공급관(7)이 가압 매체 공급라인(11)과 연결되며 흡입관(8)이 가압 매체 환류라인(12)과 연결되고, 제1 유압 엔진(1) 및 제2 유압 엔진(4)의 외측 선회를 통해 높은 토크 및 저속이 달성된다. 압력 과급 시 제1 유압 엔진(1)의 최대 허용 속도에 도달하면 제1 유압 엔진(1)이 거의 제로인 행정 용적으로 조절되고 이어서 전동식 밸브(9)가 무전류 상태로 전환되므로, 스프링(13)이 밸브를 전환하고 제1 유압 엔진(1)이 매우 약한 압력으로만 과급된다. 이런 약한 압력에서 제1 유압 엔진(1)이 더 높은 속도로 가동될 수 있다. 따라서 유압 변속기 또는 그 구동축(3)이 압력 과급 시 제1 유압 엔진(1)의 허용 속도를 초과하여 가동될 수 있다.

도 2:

도 1의 부품과 동일한 부호를 갖는 부품은 동일한 기능을 수행하므로 도 1의 설명을 참조한다. 제1 유압 엔진(1)은 제1 감속단(2) 및 제3 감속단(22)을 통해 구동축(3)과 결합 가능한 형태로 실시된다. 예를 들어 동기화 메커니즘인 기계식 스위칭 장치(23)가 실린더(24)를 통해 작동되므로, 제1 유압 엔진(1)은 제1 감속단(2) 또는 제3 감속단(22)을 통해 구동축(3)과 결합이 가능하다. 실린더(24)는 전동식 밸브(25)를 통해 구동된다. 기동 과정에서 최대 토크에 도달하기 위해, 제1 엔진(1) 및 제2 엔진(4)이 그 최대 행정용적에 위치하도록 행정용적 조절장치(16, 17)가 조절된다. 스위칭 장치(23)에 의해 제1 유압 엔진(1)이 제1 감속단(2)을 통해 구동축(3)과 결합하도록, 스위칭 장치(23)가 개폐된다. 구동축(3)의 최대 최종 속도에 도달하기 위해, 제2 유압 엔진(4)이 전동식 작동 밸브(26)를 통해 유압 펌프(6) 또는 그 공급관(7) 및 흡입관(8)으로부터 분리되고 제1 유압 엔진(1)이 전동식 작동 밸브(9)를 통해 펌프의 공급관(7) 및 흡입관(8)과 결합하고 전동식 밸브(18)를 통해 작은 행정용적으로 전환된다. 따라서 압력 과급 시 제2 유압 엔진(4)이 그 허용 속도를 초과하여 가동되고, 이로 인해 구동축(3)이 그 최대 속도에 도달한다. 제1 유압 엔진(1)이 제1 감속단(2) 또는 제3 감속단(22)을 통해 구동축(3)과 연결되고 제1 유압 엔진(1)이 전동식 작동 밸브(9)를 통해 연결되거나 차단되고 제2 유압 엔진(4)이 전동식 작동 밸브(26)를 통해 연결되거나 차단되므로, 최대 속도와 기동 속도 사이의 구동축(3) 속도가 달성된다. 전동식 밸브(9, 26)의 작동은 해당 유압 엔진(1 또는 4)의 거의 제로 행정용적에서 이루어진다. 이로써 전동식 밸브(9, 26)의 개폐 시 가압 매체 흐름이 전혀 없거나 단지 적은 가압 매체 흐름만 존재한다.

1 제1 유압 엔진
2 제2 감속단
3 구동축
4 제2 유압 엔진
5 제2 감속단
6 유압 펌프
7 공급관
8 흡입관
9 전동식 밸브
10 스위칭 솔레노이드
11 가압 매체 공급라인
12 가압 매체 환류라인
13 스프링
14 가압 매체 용기
15 스로틀
16 행정용적 조절장치
17 행정용적 조절장치
18 전동식 밸브
19 비례 밸브
20 조절 실린더
21 밸브
22 제3 감속단
23 스위칭 장치
24 실린더
25 전동식 밸브
26 전동식 밸브

Claims

그 행정용적 조절이 가능한 제1 유압 엔진(1)과 그 행정용적 조절이 가능한 제2 유압 엔진(4)이 구동축(3)을 통해 연동결합되며, 제1 유압 엔진(1)이 유압 펌프(6)의 공급관(7) 및 흡입관(8)과 연결 가능한 가압 매체 공급라인(11) 및 가압 매체 환류라인(12)을 포함하는 유압 변속기에 있어서,
유압 엔진의 행정용적 조절장치(16, 17)가, 유압 엔진(1, 4)의 행정용적을 조절하는 실린더 피스톤 장치(20)를 구동하는 전동식 밸브(18)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 변속기.
제1항에 있어서, 유압 엔진이 레이디얼 피스톤 엔진으로서, 그 조절장치(17)가 크랭크 샤프트에 배치되는 것을 특징으로 하는 유압 변속기.
제1항에 있어서, 전동식 밸브(17)가 비례 솔레노이드(19)를 갖는 비례 밸브인 것을 특징으로 하는 유압 변속기.
제1항에 있어서, 유압 엔진(1, 4)이 전동식 행정용적 조절 밸브(17)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 변속기.