KR20190001858U - 나선 톱니형 전이부를 갖춘 기어 기반 변속기 - Google Patents

나선 톱니형 전이부를 갖춘 기어 기반 변속기 Download PDF

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막심 막시모비 사비노브
막심 블라디미로비치 사비노브
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리미티드 라이어빌리티 컴퍼니 “사이언티픽 테크니컬 컴퍼니 “알파 큐브”
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Abstract

본 고안은 회전 속도의 연속적이고 중단 없는 변환을 위한 변속기 또는 기어에 관한 것이다. 제 1 샤프트는 기어 및 기어들 사이에 반대로 지향된 나선 톱니형 전이부를 갖춘 절두 원추체의 형태를 취한다. 제 2 샤프트는 절두 원추체의 외부 표면에 평행하게 놓이며 샤프트와 결합을 유지하면서 샤프트를 따라 자유롭게 이동할 수 있는 기어를 포함한다. 기어는 절두 원추체의 기단부와 말단부에 위치되며, 상기 기어의 직경은 그들 각각의 위치에서 절두 원추체의 직경과 동일하며, 톱니의 수는 변속기의 최초 및 최종 변속비에 비례한다. 모든 기어 및 나선 톱니형 전이부의 톱니의 피치는 동일하다. 절두 원추체의 기어는 두 개의 반대로 지향된 나선 톱니형 트랙에 의해서 서로 연결된다. 추가의 기어는 톱니형 트랙이 원추형 샤프트와 교차하는 지점에 위치될 수 있으며, 상기 기어의 톱니의 수는 교차 지점에서의 원추체의 직경에 비례한다. 제 2 샤프트의 기어의 톱니 위치와 제 1 샤프트의 나선 톱니형 전이부 및 기어 상의 톱니 위치를 동기화하기 위해서, 톱니가 일정하게 결합하는 방식으로 원추형 샤프트의 표면을 따라서 제 2 샤프트의 기어를 이동시키는 전자 또는 기계식 자동 제어 시스템이 사용되어야 한다.

Description

나선 톱니형 전이부를 갖춘 기어 기반 변속기 {TRANSMISSION BASED ON GEARS WITH SPIRAL TOOTHED TRANSITIONS}
본 고안은 입력 측과 출력 측 사이에 무단 변속비, 즉 연속적으로 변화되는 인접 기어 또는 인접 단(step) 사이의 변속비를 갖는 기어 변속기에 관한 것이다.
본 기술에서는 회전 운동원(대체로, 모터)의 회전 속도와 회전 토크를 회전 소모원의 회전 토크와 일치시키기 위한 그런 장치를 변속기로 알고 있다. 이들 형태의 변속기, 즉 기계식 자동 변속기가 폭넓게 사용된다. 따라서, 기어 형태의 기계식 자동 변속기는 소형화되고 커다란 토크를 전달할 수 있지만, 변속비 변화의 이산화(discretization), 효율을 감소시키는 자동 변속기용 토크 변환장치에 대한 필요성, 토크 전달의 중단, 복잡성, 변속비 변경을 위한 클러치에 대한 필요성이 이들의 단점으로 간주된다. 회전하는 연속 벨트에 의한 상당한 토크와 상당한 동력의 전달 복잡성은 변속비를 무단으로 그리고 연속적으로 변경시킬 수 있는 변속기의 단점으로 간주된다.
미국 특허 제5608390, 5653143, 6321613호뿐만 아니라, 가장 유사한 "연속적으로 변경 가능한 변속비를 갖춘 기어 변속기(Gear Transmission with a Continuously Changeable Transmission Ratio)"(RF 특허 2340815호)에 설명된 기술적 해결책이 공지되어 있다. 상기 고안은 그 상부에 위치되는 나선 기어식 코일의 열들을 갖춘 절두 원추형 샤프트를 가지며, 코일들은 샤프트를 따라서 서로 이격되게 위치된다. 제 2 샤프트는 제 1 샤프트의 포위 표면(enveloping surface)에 평행하게 설치된다. 제 2 샤프트에 위치되는 기어 부재는 제 2 샤프트와 함께 회전하며, 기어 부재는 나선 톱니형 코일의 톱니와 맞물리는 톱니를 가지며 기어식 전이부를 따르는 임의의 지점에 위치시키기 위해 제 2 샤프트를 따라 미끄러질 수 있으며 두 개의 연결된 기어 휠을 포함한다. 기어 휠은 서로 관련하여 특정 각도까지 탄력적으로 회전할 수 있다. 공통 특징은 (상부에 고정 기어 휠이 없고, 절두 원추체에 역방향의 두 개의 나선 톱니형 전이부가 없는)제 1 절두 원추형 샤프트와 절두 원추형 샤프트를 따라 이동할 수 있는 단일 기어 휠을 갖춘 제 2 샤프트이다. 그런 기어 변속기는 다음 단점: 회전 중 기어 전이부의 다양한 코일과 맞물리는 동안에 제 2 샤프트 기어 휠이 샤프트를 따르는 임의의 지점에 위치되는 단점을 가진다. 따라서, 톱니 결합 면적 및 각각의 최대 전달 토크가 변수 값들이다. 즉, 특정 샤프트 위치에서 제 1 샤프트 및 제 2 샤프트의 기어 톱니의 에지에 작용하는 하중이 이들의 고장을 유발할 수 있다. 게다가, 서로에 대해 탄력적으로 회전할 수 있는 두 개의 제 2 샤프트 기어 휠은 하나의 기어 전이부 코일로부터 다른 기어 전이부 코일로 변경시 명확하고 확고한 결합을 보장하지 못한다. 이는 기어 휠의 마모 증가, 톱니 고장 또는 변속기의 막힘(jamming)을 초래할 수 있다.
기술적 성과는 변속 단계 중인 절두 원추형 샤프트의 고정 기어 휠들 사이의 변환 과정 중에 무단 및 연속 변속비와 회전 토크 변동이다.
본 고안에 의해 해결되는 문제점은 회전 토크의 중단 없이 (인접한 것들 포함한)기어 변속기들 사이의 변속비의 연속적인 변경이다. 변속비 변경은 다수의 변속 단들에서 작은 증분을 가질 수 있다. 동시에 해결될 수 있는 다른 과제는 전체적으로 변속기와 같은 제 1 절두 원추형 샤프트가 엔진 플라이휠(engine flywheel)의 기능을 수행할 수 있게 하는 것인데, 이는 회전 토크가 연속적으로 전달되며 변속기가 커다란 관성 모멘트를 가질 수 있기 때문이다. 게다가, 변속 단들 사이의 변환시 사용되는 클러치가 불필요해 진다.
나선 톱니형 전이부를 갖춘 기어 휠 기반 변속기는 그의 기단부와 말단부에 위치되는 기어 휠을 갖춘 제 1 절두 원추형 샤프트를 포함한다. 기어 휠의 톱니 수는 이들 위치 지점에 있는 절두 원추체 직경에 비례하며, 인접 기어 휠은 두 개의 역방향 나선 톱니형 전이부에 의해 연결된다. 기어 휠은 이들 전이부의 교차 지점에 위치될 수 있으며, 이들의 직경 및 이들의 톱니 수는 그들 위치에 있는 절두 원추체 직경에 비례한다. 두 개의 역방향 나선 톱니형 전이부는 제 1 샤프트의 회전 방향의 변경 없이 변속비를 증감시키는데 필요하다. 그에 의해서, 기어들 사이의 나선 톱니형 전이부에 연결되는 다수의 기어를 갖춘 절두 원추형 샤프트를 가진다. 기어 휠을 갖춘 제 2 샤프트가 절두 원추체의 표면에 평행하게 설치된다. 기어 휠은 샤프트와 함께 이동할 수 있지만 샤프트와 함께 회전하도록 샤프트에 체결된다. 기어 휠은 제 2 샤프트 상의 기어 휠의 선형 위치를 감시하고 위치시키는 기계식 또는 전자식 제어 시스템에 의해서 제 2 샤프트와 함께, 그리고 각각 절두 원추형 샤프트와 함께 이동되며, 제 1 샤프트의 각위치 및 회전 속도는 나선 톱니형 전이부의 시점과 종점을 고려하며 전송비, 아마도 샤프트 하중 값 및 다른 필요한 매개변수의 증가 또는 감소의 필요성을 허용한다. 그에 의해서, 변속비의 변경은 제 1 샤프트 상의 하나의 기어 휠로부터 다른 기어 휠로 나선 톱니형 전이부를 따라서 기어 휠을 제 2 샤프트에서 롤링(rolling)시킴으로써 달성된다. 그런 롤링은 제 2 샤프트 상의 기어 휠이 나선 톱니형 전이부의 기단부와 반대로 위치될 때 계산된 지점에서 제어 시스템에 의해서 수행된다. 제어 시스템은 제 2 샤프트를 따라서 기어 휠을 이동시키는 길이방향 작동 기구를 가진다. 그런 형태의 변속기는 가역적이며, 제 1 및 제 2 샤프트 모두는 입력 및 출력 샤프트일 수 있다. 따라서, 나선 전이부 피치는 각각의 회전에 대해 동일하고 가변적일 수 있다. 제 1 샤프트의 절두 원추체 표면은 그 형상이 절두 원추체와 상이할 수 있지만, 그럼에도 불구하고 작동에 필요한 모든 톱니 요소를 포함한다. 기어 휠 및 나선 톱니형 전이부의 톱니는 절두 원추체 표면 속으로 삽입되어서, 제 2 샤프트 기어 휠이 가이드 상에서와 같이 이들을 롤링시킬 수 있다. 이런 경우에, 제어 시스템은 단순화되며, 이는 심지어 기계식일 수 있다. 절두 원추형 샤프트 톱니가 삽입되면, 나선 톱니형 전이부 상으로 제 2 샤프트 기어 휠을 안내하는데 충분하며, 이 이후에 변속비는 자동으로 변경될 것이다.
제 1 샤프트와 제 2 샤프트의 결합된 톱니들 사이에 커다란 접촉 면적을 보장하기 위해서, 톱니는 임의의 형상을 가질 수 있다. 절두 원추형 샤프트 톱니의 형상은 공간에서 그들의 위치를 변경하는 제 2 샤프트 톱니의 임프린트(imprint)를 반복할 수 있다. 그런 형상을 갖는 원추형 샤프트 톱니는 절두 원추형 샤프트 상의 톱니를 절단하는 공정 중에 결합된 제 2 샤프트 기어 휠과 절두 원추형 샤프트 톱니의 회전을 모방할 수 있는 적절한 프로파일을 갖는 기어 커터에 의해 절단될 수 있다. 기어 커터에 의해 생성되는 임프린트의 형상은 절두 원추형 샤프트 톱니 및 제 2 샤프트 기어 휠 톱니의 임의의 상대 각위치에서 커다란 톱니 접촉 면적을 보장할 수 있게 할 것이다. 따라서, 절두 원추형 샤프트의 기단부 및 말단부에서의 톱니의 상이한 코니시티(conicity)는 톱니에 의해 전달되는 회전 토크의 최대 값에 영향을 미치지 않을 것이다. 톱니형 기어 이외에도, 더욱 효율적인 회전 전달 형태가 그런 형태의 변속기, 예를 들어 편심-사이클로이드 변속기(eccentric-cycloidal transmission)에 사용될 수 있다. 그런 형태의 변속기를 사용하는 특별한 특징은 제 2 샤프트 축선이 원추형 표면이 아닌 제 1 샤프트 축선에 평행해야, 즉 제 1 및 제 2 샤프트가 동축이어야 한다는 점이다. 모바일 카던 서스펜션(mobile cardan suspension)이 그런 목적을 위해 사용될 수 있다. 즉, 제 2 샤프트의 축선이 절두 원추형 샤프트의 축선에 평행하며 회전 토크가 회전 토크를 전달하거나 회전 토크를 취하는 기어 휠과 관련하여 이동하는 카던 드라이브를 통해서 제 2 샤프트로 전달되는 동안에 제 2 샤프트를 포함하는 슬라이드는 원추체의 표면과 평행한 가이드 레일을 따라서 이동한다. 제 1 샤프트로부터 제 2 샤프트로 그런 형태의 회전 토크 전달은 톱니형 기어에도 또한 사용될 수 있다.
변속기는 서로 무관하게 제 1 절두 원추형 샤프트뿐만 아니라, 이들 각각의 자동 제어 시스템, 각각 무관하게 작동하고 그 자신의 제어 시스템에 의해 결정된 속도로 회전하는 작동 기구와 제 2 샤프트 기어 휠에서 작동하는, 동력 인출을 위한 하나 또는 여러 개의 제 2 샤프트를 또한 포함할 수 있다. 톱니 수 선택에 따라 변경되는 공지된 합산 기구의 도움으로 하나 또는 여러 개의 제 2 샤프트의 상이한 회전 속도와 절두 원추형 샤프트의 역회전 속도의 합산은 결과적인 제로(zero) 회전 속도를 포함한, 값과 방향이 상이한 결과적인 회전 속도의 조합 세트를 보장할 수 있다.
절두 원추형 샤프트는 제로 길이를 포함한, 임의의 길이를 가질 수 있다. 따라서, 절두 원추형 샤프트는 기어 휠의 톱니 및 그 위에 위치되는 나선 톱니형 전이부의 톱니를 갖춘 평탄한 휠로 변형되며, 제 2 샤프트의 회전 축선은 휠 평면과 평행하고 휠 회전 축선에 수직하게 된다.
도 1은 나선 톱니형 전이부를 갖춘 기어 휠 변속기의 길이 방향 단면을 도시한다.
도 1은 나선 톱니형 전이부를 갖춘 기어 휠 변속기가 베어링 시트(2 내지 8)를 갖춘 길이 방향 단면으로 그려진 케이싱(1)을 포함하고 있음을 도시한다. 베어링(2 및 3)은 케이싱(1) 내의 절두 원추형 샤프트(9) 상에 설치된다. 절두 원추형 샤프트(1)는 샤프트의 기단부(10)와 말단부(13)에 고정 기어 휠을 포함하며, 필요한 변속비 변동 범위로부터 비롯되는 기어 휠의 톱니 수가 선택된다. 절두 원추형 샤프트(9) 상의 고정 기어 휠은 두 개의 역방향 나선 톱니형 전이부(11 및 12)의 종래의 교차 지점들에 또한 설치될 수 있다. 일반적으로, 교차점과 각각의 중간 기어 휠의 수는 임의적일 수 있어서, 변속비 이산화 간격(discretization interval)을 감소시킬 수 있으나, 톱니의 크기 및 절두 원추형 샤프트(9)의 길이에 의해 부과되는 그 상한이 제한될 수 있다. 이들 기어 휠의 톱니 직경과 수는 절두 원추형 샤프트(9)의 좁은 단부로부터 넓은 단부로 증가한다. 따라서 나선 톱니형 전이부의 피치는 동일하거나 고정 기어 휠들 사이에서 변화될 수 있다. 즉, 나선 톱니형 전이부의 교차점에 위치되는 절두 원추형 샤프트 상의 고정 기어 휠의 직경은 나선 톱니형 전이부의 동일한 피치에 의해 결정되지 않으며 중간 기어 휠의 필요한 직경과 톱니 수의 설정을 허용하도록 설계 단계에서 변화할 수 있다. 샤프트(9)의 형상은 절두 원추 형상과 상이할 수 있으나 샤프트(9)는 그의 작동에 필요한 톱니 요소를 포함해야 한다. 그에 의해서, 절두 원추형 샤프트는 특정 수(N)의 고정 기어 휠 - 도 1에는 이들 중 4 개가 있음 - 을 포함하며, 기어 휠(10, 13, 14 및 15)의 톱니 수는 그들 위치에 있는 절두 원추체의 직경에 비례한다. 연속적일 필요가 없는 2 개 이상의 역방향 나선 톱니형 전이부(11 및 12)는 절두 원추형 샤프트의 회전 방향을 변경시킴이 없이 변속기 변속비를 상향 또는 하향으로 변경시키는데 필요하다. 나선 톱니형 전이부와 모든 기어 휠의 톱니 모듈은 동일하다. 나선 원추형 기어 전이부의 톱니는 절두 원추형 샤프트의 반대로 향하고 일반적으로 제 2 샤프트의 축선에 평행하다. 절두 원추형 샤프트(9)에 설치되는 센서(16), 즉 나선 톱니형 전이부의 톱니의 각위치를 감시하기 위해 필요한 샤프트 각위치 센서, 절두 원추형 샤프트 회전 속도 센서, 및 아마도 샤프트 하중 센서가 있다.
도 1의 변속기는 절두 원추형 샤프트로부터 약간 떨어진 곳에서 절두 원추형 샤프트(9)의 표면에 평행하게 위치되는 제 2 샤프트(17)를 포함한다. 제 2 샤프트(17)는 베어링(4 및 5)에 의해서 케이싱(1)에 장착된다. 제 2 샤프트(17)에는 제 2 샤프트를 따라 신축되고 그와 함께 회전하는 키(key) 또는 스플라인(spline)(18)이 제공된다. 기어 휠(19)은 제 2 샤프트(17)에 설치되고 스플라인, 키 또는 톱니(18) 때문에 제 2 샤프트와 함께 회전하나, 기어 휠은 또한, 이들이 정렬될 때 기어 휠(19)의 톱니가 절두 원추형 샤프트 기어 휠(10, 13, 14, 15) 또는 나선 톱니형 전이부(11 및 12)의 톱니와 영구적으로 결합하도록 제 2 샤프트를 따라 이동할 수 있다. 샤프트(19 및 17)는 입력 샤프트 및 출력 샤프트 모두로서의 역할을 할 수 있다. 제 2 샤프트 기어 휠(19)은 베어링(8)의 도움으로 기어 휠에 연결되는 미끄럼 부재(20)의 도움으로 샤프트(17)를 따라 이동한다. 미끄럼 부재(20)의 길이 방향 운동은 작동 기구의 도움으로 실시된다. 이는 케이싱(1) 내부의 베어링(5 및 6)에 장착되는 작동 드라이브(22)의 나사 형성된 샤프트(21)로서 도 1에 도시된다. 미끄럼 부재는 나사(23)를 포함한다. 샤프트(21)가 시계 방향 또는 반 시계 방향으로 회전함에 따라서, 미끄럼 부재(20)가 전방 또는 후방으로 이동하게 하며, 각각 기어 휠(19)이 절두 원추형 샤프트(9)를 따라 이동하게 한다. 미끄럼 부재(20)의 선형 위치는 선형 운동 센서(24)에 의해 감시된다. 샤프트(9)의 하나의 고정 기어 휠로부터 다른 고정 기어 휠로의 롤링을 필요로 하는 때의 특정 지점에서 샤프트(21)와 관련한 기어 휠(19)의 선형 위치는 디지털 컴퓨터(DC)(24)에 의해 계산될 수 있다. 임의의 다른 공지된 기구가 절두 원추형 샤프트를 따라서 기어 휠(19)을 길이 방향으로 이동시키기 위해서 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 기어 휠과 나선 톱니형 전이부의 톱니는 절두 원추형 기어 샤프트(9) 속으로 삽입될 수 있다. 따라서, 기어 휠(19)이 절두 원추형 샤프트 상의 하나의 고정 기어 휠로부터 다른 고정 기어 휠로 롤링하기 위해서, 기어 휠은 나선 톱니형 전이부의 홈 내에 미리 놓이거나 필요한 시간 간격을 위한 시간에 필요한 지점에서 절두 원추형 샤프트에 의해 회전되는 두 개의 역방향 나사로 샤프트에 연결될 수 있어야 한다.
DC(24)는 작동을 위한 선택된 기어 센서(25)를 사용한다. 이는 절두 원추형 샤프트(9) 상의 고정 기어 휠이 제 2 샤프트 기어 휠(19)과 결합되어야 함을 명시하며, 이러한 센서는 DC에 통합될 수 있다. DC(24)는 선형 이동 센서(26)뿐만 아니라, 샤프트 회전 속도 센서(9), 및 샤프트 각위치 센서의 도움으로 감시되는 제 2 샤프트를 따르는 기어 휠(19)의 현재 위치에 근거하여 현재 고정 기어 휠로부터 샤프트(9) 상의 원하는 고정 기어 휠로 변환할 때의 특정 지점에서 요구되는 기어 휠(19)의 선형 위치를 계산한다. 이들 매개변수, 및 아마도 센서(16)로부터 수신되는 절두 원추형 샤프트 하중 레벨 데이터를 사용하여, DC(24)는 작동기(22)에 필요한 제어 신호를 생성하고 기어 휠(19)의 톱니가 나선 톱니형 전이부의 기단부와 정렬될 때 기어 샤프트 개시 시간을 계산한다. 작동기(22)는 나사 형성된 샤프트(21)를 회전시키고, 샤프트(17)를 따르는 미끄럼 부재(20) 그리고 또한 제 2 샤프트 기어 휠(19)을 이동시킴으로써 기어 센서(25)에 의해 설정된 샤프트(9) 상의 고정 기어 휠의 위치에 도달될 때까지 기어의 변환 중에 기어 휠(19)이 샤프트(9) 상의 나선 톱니형 전이부의 톱니와 영구적으로 결합되게 된다.
DC(24)는 다음의 간단한 공식:
ω1 = 8π2l/dω,
(여기서, l은 나선 톱니형 전이부의 직선 길이 + 제 2 샤프트 기어 휠(26)의 선형 위치 센서에 의해 감시되는 샤프트(9) 상의 고정 기어 휠의 폭이며, d는 샤프트(21)의 나사 피치(23)이며, ω는 초당 라디안 단위인 절두 원추형 샤프트(9)의 회전 각속도임)
t0 = (α0 - α )/ω,
* (여기서, α0는 그의 값이 2π와 같은 값으로서 채택될 수 있는 라디안 단위인 나선 톱니형 전이부의 기단부의 각도이며, α는 라디안 단위인 절두 원추형 샤프트(9)의 현재 각위치임)의 도움으로 절두 원추형 샤프트가 반-바퀴 회전하는데 필요한 시간 동안에 기어가 변환되어야 한다는 사실과 관련하여 초당 라디안 단위인 작동 샤프트(22)의 각속도(ω1) 및 그의 작동의 초기 모멘트(t0)를 결정한다.
게다가, 이러한 제어 시스템은 자동 제어 시스템이다. 기어가 DC(24)에 의해 계산된 값에 근거하여 변환될 때, 샤프트(19)의 현재 선형 위치가 센서(26)에 의해 또한 감시된다. 샤프트(17)를 따르는 기어 휠(19)의 계산된 선형 위치와 현재의 선형 위치가 기어 변속 과정에서 계속해서 비교되며, 미리설정된 허용 값을 초과하는 오정렬이 검출될 때 추가의 교정 신호가 작동기(22)에 대해 생성됨으로써, 검출된 오정렬의 보상을 허용한다. 이러한 자동 제어 시스템은 변속기의 변속비가 변경되는 순간에 샤프트(9)의 나선 톱니형 전이부(11 및 12)를 점핑 오프(jumping off)하는 기어 휠(19)로부터 변속기를 보호하는 조치들 중의 하나이다. 더 넓은 나선 톱니형 전이부가 점핑 오프를 보호하기 위해 또한 사용될 수 있다. 이들은 또한, 샤프트(9) 상의 하중의 변동 가능성의 경우에 기어 변환 중에 샤프트(9)를 점핑 오프하는 것으로부터 기어 휠(19)을 보호할 수 있을 것이다. 변속비 변경 중에 샤프트 하중 변동의 차단이 다른 예방 조치로서 사용될 수 있다. 변속기 자동 제어 시스템은 기어 휠 점핑 오프를 방지하기 위해서 "학습(learn)"할 수 있다. 이러한 "학습"은 시간 경과에 따른 일부 변속기 매개변수 - 예를 들어, 기어 휠(19)의 선형 위치를 변경시키는데 필요한 힘 - 를 변경하는 것으로 이루어지며, 제어 시스템은 계산된 값으로부터 매개변수 편차를 감시하고 그 자체를 조절, 즉 매개변수의 변경을 유발하는 마모 및 파열을 고려한 그의 작동을 교정할 수 있다. 절두 원추형 샤프트(9)에 상당한 수의 고정 기어 휠이 있을 수 있기 때문에, 변속기 변속비 갭(gap)이 작을 수 있다.
본 고안의 장치가 당면 과제를 해결함을 본 고안의 실시예로부터 알 수 있다. 본 고안의 범주와 보호 범위를 초과하지 않는 다양한 변경 및 수정이 본 고안의 구현 과정에서 가능하기 때문에, 본 고안의 설명과 도 1에 도시된 해결책은 비제한적인 예시적인 예이다.
1 ; 케이싱 9 : 제 1 샤프트
10, 13 : 기어휠 11, 12 : 전이부

Claims (4)

  1. 나선 톱니형 전이부를 갖춘 기어 휠 기반 변속기로서,
    절두 원추체에 위치되는 톱니 요소를 갖춘 회전하는 제 1 샤프트(9) 및 상기 제 1 샤프트의 표면에 평행하게 그리고 제 1 샤프트로부터 떨어지게 설치되는 제 2 회전 샤프트(17)를 갖춘 케이싱(1)을 포함하며,
    상기 제 2 회전 샤프트(17)는 톱니(18)의 사용 때문에 제 1 샤프트(9)의 톱니와 결합되고, 제1 샤프트와 함께 회전하며, 선형 작동 기구(20)의 도움으로 제 2 회전 샤프트(17)에 의해 함께 이동할 수 있는 제 2 기어 휠(19)을 포함하며,
    상기 선형 작동 기구(20)는 제 1샤프트(9)가 기단부와 말단부에 기어 휠(10, 13)을 갖는다는 점에서 상이한 제 2 기어 휠(19)을, 제 2 회전 샤프트(17)에 따르는 임의의 지점에 위치시킬 수 있게 하며, 상기 기어 휠들의 직경과 톱니 수는 그들의 위치 지점에 있는 제 1 샤프트의 직경에 비례하고 상기 기어 휠(10, 13)은 제 1 샤프트(9) 주위의 두 개 이상의 역방향 나선 톱니형 전이부(11, 12)에 의해 연결되며,
    중간 기어 휠(14, 15)이 위치한 교차점에서, 변속비는 제 1 샤프트(9)의 회전 방향을 변경하지 않고, 한 기어 휠에서 다른 기어 휠(10, 13, 14, 15)로 역방향 나선 톱니형 전이부(11, 12) 위로 제 2 샤프트 기어 휠(19)을 롤링함으로써 변경되며,
    변속기는 제 2 회전 샤프트(17)의 기어 휠(19)과 연결된 작동 기구(20)와,
    가변 베벨 휠을 갖는 톱니 요소로 이루어진 제1 샤프트(9)의 기어 휠(10, 13, 14, 15) 또는 역방향 나선 톱니형 전이부(11, 12)와 제2 회전 샤프트(17)의 기어 훨(19)을 영구적으로 결합될 수 있도록 하는 센서-기반 자동 제어 시스템(24)으로 이루어지는 톱니형 전이부를 갖춘 기어 휠 기반 변속기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    역방향 나선 톱니형 전이부(11, 12), 제1 샤프트(9)의 기어휠(10, 13, 14, 15) 및 제2 샤프트(17)의 기어 휠(19)의 톱니는 직선 형상으로 동일하게 이루어진, 나선 톱니형 전이부를 갖춘 기어 휠 기반 변속기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    제 1 축(9)과 제 2 축(17) 사이의 회전 변속을 위한 제 1 축(9)의 베벨 톱니 모양이 제 2 축(17)의 스퍼 기어 휠(19)의 톱니 모양 형상과 같은, 나선 톱니형 전이부를 갖춘 기어 휠 기반 변속기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    제 1 축(9)에 한 개 이상의 제 2 축(17)과 한 개 이상의 센서-기반 자동 제어 시스템(24), 작동 기구(20) 및 제 2 축 기어 휠(19)을 가지며, 각각은 독립적으로 작동하며, 각각의 제 2 축(17)의 센서-기반 자동 제어 시스템(24)에 의해 결정된 속도로 회전하는, 나선 톱니형 전이부를 갖춘 기어 휠 기반 변속기.
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